Question

【題目】工業上常用釩爐渣(主要含FeO·V2O5，還有少量SiO2、P2O5等雜質)提取V2O5的流程如下：

（1）焙燒的目的是將FeO·V2O3轉化為可溶性NaVO3，該過程中被氧化的元素是_______________；浸出渣的主要成分為____________________(填化學式)。

（2）用MgSO4溶液除硅、磷時，濾渣的主要成分為__________。

（3）在焙燒NH4VO3的過程中，固體質量的減少值(縱坐標)隨溫度變化的曲線如圖所示，210℃時，剩余固體物質的化學式為_____________________。

（4）由V2O5冶煉金屬釩采用鋁熱法，引發鋁熱反應的實驗操作是__________________.

（5）將V2O5溶于足量稀硫酸得到250mL(VO2)2SO4溶液。取25.00mL該溶液于錐形瓶中，用0.1000 mol·L-1H2C2O4標準溶液進行滴定，達到滴定終點時消耗標準溶液的體積為20.00mL。已知滴定過程中H2C2O4被氧化為CO2，VO2+(黃色)被還原為VO2+(藍色)。

①該滴定實驗不需要另外加入指示劑，達到滴定終點的現象是___________________。

②(VO2)2SO4溶液中溶質的物質的量濃度為___________________。

③達到滴定終點時，俯視滴定管讀數將使結果_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】 Fe和V Fe2O3 MgSiO3、Mg3(PO4)2 HVO3 在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點燃 溶液由黃色變為藍色，且半分鐘內不恢復 0.08mol/L 偏低

【解析】釩爐渣(主要含FeO·V2O5，還有少量SiO2、P2O5等雜質)，加入碳酸鈉通入空氣焙燒，產物水浸過濾得到濾渣主要是氧化鐵，溶液中加入硫酸鎂除去硅、磷，過濾，濾渣的主要成分為MgSiO3、Mg3(PO4)2。濾液中加入硫酸銨沉釩生成NH4VO3，受熱分解生成V2O5。

（1）焙燒的目的是將FeOV2O3轉化為可溶性NaVO3、氧化鐵和二氧化碳，反應中Fe和V元素的化合價升高，因此該過程中被氧化的元素是Fe和V；鐵轉化為氧化鐵，所以浸出渣的主要成分為Fe2O3。答案為：Fe和V，Fe2O3

（2）根據以上分析可知用MgSO4溶液除硅、磷時濾渣的主要成分為MgSiO3、Mg3(PO4)2答案為：MgSiO3、Mg3(PO4)2

（3）NH4VO3分解的過程中生成氨氣和HVO3，HVO3進一步分解生成V2O5，210℃時若分解生成酸和氨氣，則剩余固體占起始固體百分含量為100/117×100%=85.47%，所以210℃時，剩余固體物質的化學式為：HVO3；答案為：HVO3

（4）引發鋁熱反應的實驗操作是在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點燃；答案為：在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點燃

（5）①已知滴定過程中H2C2O4被氧化為CO2，VO2+(黃色)被還原為VO2+(藍色)，所以該滴定實驗不需要另外加入指示劑，達到滴定終點的現象是溶液由黃色變為藍色，且半分鐘內不恢復。②反應中V元素化合價從+5價降低到+4價，得到1個電子，碳元素化合價從+3價升高到+4價，失去1個電子，則根據電子得失守恒可知參加反應的(VO2)2SO4的物質的量等于草酸的物質的量，即為0.1mol/L×0.02L，則(VO2)2SO4溶液中溶質的物質的量濃度為。③達到滴定終點時，俯視滴定管讀數，則讀數偏小，消耗標準液體積減少，因此將使結果偏低。答案為：①溶液由黃色變為藍色，且半分鐘內不恢復②0.08mol/L③偏低