Question

【題目】某十釩酸銨[(NH4)xH6－xV10O28·yH2O(其中釩為＋5價)]常用來制造高端釩鋁合金。

Ⅰ. (NH4)xH6－xV10O28·yH2O的制備

將NH4VO3溶于pH為4的弱酸性介質(zhì)后，加入乙醇，過濾得到(NH4)xH6－xV10O28·yH2O晶體。乙醇的作用是____________________________________。

Ⅱ. (NH4)xH6－xV10O28·yH2O的組成測定

(1) NH4+含量測定

準確稱取0.363 6 g該十釩酸銨晶體，加入蒸餾水和NaOH溶液，加熱煮沸，生成的氨氣用20.00 mL 0.100 0 mol·L－1鹽酸標準溶液吸收。用等濃度的NaOH標準溶液滴定過量鹽酸，消耗NaOH標準溶液8.00 mL。

(2) V10O(M＝958 g·mol－1)含量測定

步驟1：準確稱取0.3636 g該十釩酸銨晶體，加入適量稀硫酸，微熱使之溶解。

步驟2：加入蒸餾水和NaHSO3，充分攪拌，使V10O完全轉化為VO2＋。

步驟3：加適量稀硫酸酸化，加熱煮沸，除去溶液中＋4價硫。

步驟4：用0.020 00 mol·L－1 KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗30.00 mL KMnO4標準溶液(該過程中釩被氧化至＋5價，錳被還原至＋2價)。

①寫出步驟2反應的離子方程式：____________________________________。

②若未進行步驟3操作，則數(shù)值y將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

③通過計算確定該十釩酸銨晶體的化學式(寫出計算過程)。________

Answer 1

【答案】促進十釩酸銨晶體的析出 5HSO3-＋V10O＋21H＋=10VO2＋＋5SO42-＋13H2O 偏小 n(NH4+)＝＝1.2×10－3 mol，n(V10O)＝＝3.0×10－4 mol，x＝＝4，n(H2O)＝＝3.0×10－3 mol，y＝＝10，該十釩酸銨晶體的化學式為(NH4)4H2V10O28·10H2O。

【解析】

Ⅰ.(NH4)xH6－xV10O28·yH2O在乙醇中的溶解度較�。�

Ⅱ. ①根據(jù)氧化還原反應原理分析；

②若未進行步驟3操作，則溶液中＋4價硫與KMnO4能發(fā)生氧化還原反應，使消耗的KMnO4的體積偏大，V10O286-物質(zhì)的量偏大， y將偏小；

③實驗I中，n(NH3)=n(HCl)-n(NaOH)，實驗II中發(fā)生的反應：V10O286-+5HSO3-+21H+=10VO2++5SO42-+13H2O，5VO2++MnO4-+H2O=Mn2++5VO2++2H+，則V10O286-～10VO2+～2MnO4-，根據(jù)高錳酸鉀的物質(zhì)的量求出V10O286-的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于微粒數(shù)目比求出x，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出水的質(zhì)量和n的值。

Ⅰ.(NH4)xH6－xV10O28·yH2O在乙醇中的溶解度較小，乙醇的作用是促進十釩酸銨晶體的析出；

Ⅱ. ①步驟2：加入蒸餾水和NaHSO3，充分攪拌，使V10O完全轉化為VO2＋，HSO3-被氧化為SO42-，根據(jù)氧化還原反應原理進行配平，則反應的離子方程式為：5HSO3-＋V10O＋21H＋=10VO2＋＋5SO42-＋13H2O；

②若未進行步驟3操作，則溶液中＋4價硫與KMnO4能發(fā)生氧化還原反應，使消耗的KMnO4的體積偏大，根據(jù)方程式計算得到的V10O286-物質(zhì)的量偏大，步驟4中的數(shù)值y將偏��；

③實驗I中，n(NH3)=n(HCl)-n(NaOH)，實驗II中發(fā)生的反應：V10O286-+5HSO3-+21H+=10VO2++5SO42-+13H2O，5VO2++MnO4-+H2O=Mn2++5VO2++2H+，則V10O286-～10VO2+～2MnO4-，n(NH4+)＝＝1.2×10－3 ol，n(V10O)＝＝3.0×10－4 mol，x＝＝4，n(H2O)＝＝3.0×10－3 mol，y＝＝10，該十釩酸銨晶體的化學式為(NH4)4H2V10O28·10H2O。