Question

【題目】工業上以釩鈦磁鐵礦為原料，在煉鐵的同時還可以制備釩的最高價氧化物V2O5，其主要流程如下：

已知：①VO3-+2H+VO2++H2O

②NH4VO3微溶于冷水，易溶于熱水，不溶于乙醇

（1）高爐煉鐵應用的冶煉方法是____（填標號）

A.熱分解法 B．熱還原法 C．電解法

（2）釩渣中的V2O3在焙燒時轉化為Ca(VO3)2，寫出該反應的化學方程式__。

（3）Ca(VO3)2難溶于水但能溶于稀硫酸，試用平衡移動原理分析其原因_，浸出液中含釩物質的化學式為___。

（4）沉釩過程有氣體生成，其反應的離子方程式為__。

（5）過濾后用乙醇代替水來洗滌沉淀的原因是__。

（6）煅燒NH4VO3時，固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到200℃時，得到的固體物質化學式為__，300～350℃放出的氣態物質化學式為__。

Answer 1

【答案】B V2O3+O2+CaCO3Ca(VO3)2+CO2 加入硫酸使VO3-+2H+VO2++H2O中c(VO3-)降低，Ca(VO3)2溶解平衡Ca(VO3)2(s)Ca2+(aq)+VO3-(aq)正向移動，Ca(VO3)2溶解 (VO2)2SO4 NH4++2HCO3-+VO2+=NH4VO3↓+2CO2↑+H2O NH4VO3不溶于乙醇，減少損失 HVO3 H2O

【解析】

（1）從高爐煉鐵的反應解答；

（2）釩渣中的V2O3在焙燒時轉化為Ca(VO3)2，可看到釩元素化合價升高了，找氧化劑并用氧化還原反應原理來書寫該反應的化學方程式；

（3）Ca(VO3)2難溶于水但能溶于稀硫酸，試用平衡移動原理分析；找到浸出液中含釩的微粒，即可寫出物質的化學式；

（4）分析浸出液中含釩微粒與碳酸氫銨之間的反應，結合沉釩過程有氣體生成來書寫其反應的離子方程式；

（5）比較乙醇、水分別作洗滌劑洗滌沉淀優劣，就可找出原因；

（6）由圖示數據等信息、結合物質的性質計算求解；

（1）高爐煉鐵的主要原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，因此應用的冶煉方法是熱還原法；答案為：B；

（2）釩渣中的V2O3在焙燒時轉化為Ca(VO3)2，可看到釩元素化合價升高了，但是焙燒時加入CaCO3并不是氧化劑，真正的氧化劑是氧氣，故該反應的化學方程式為V2O3+O2+CaCO3Ca(VO3)2+CO2；答案為：V2O3+O2+CaCO3Ca(VO3)2+CO2；

（3）Ca(VO3)2難溶于水，則存在溶解平衡：，又有信息知，故可推知Ca(VO3)2難溶于水但能溶于稀硫酸，氫離子濃度增大，向右移動，濃度減小，向右移動；

答案為：加入硫酸，中c(VO3-)降低，Ca(VO3)2溶解平衡Ca(VO3)2(s)Ca2+(aq)+VO3-(aq)正向移動，Ca(VO3)2溶解；上述平衡移動的結果，浸出液中含釩粒子主要為，則含釩物質的化學式為(VO2)2SO4；答案為：(VO2)2SO4；

（4）浸出液中含釩粒子主要為，加入碳酸氫銨通過反應沉釩，沉釩過程有氣體生成，氣體只能是CO2，沉釩結果得到NH4VO3；可以看到加入碳酸氫銨，碳酸氫根消耗氫離子使平衡向左移動，濃度減小，以及與銨根離子產生沉淀可使反應持續進行，故沉釩過程的離子方程式為NH4++2HCO3-+VO2+=NH4VO3↓+2CO2↑+H2O；答案為：NH4++2HCO3-+VO2+=NH4VO3↓+2CO2↑+H2O；

（5）題給信息②NH4VO3微溶于冷水，易溶于熱水，不溶于乙醇，因此過濾后用乙醇代替水來洗滌沉淀的原因是NH4VO3不溶于乙醇，減少損失；答案為：NH4VO3不溶于乙醇，減少損失；

（6）煅燒NH4VO3時，固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到200℃時，質量減少0.17g，所以0.01molNH4VO3，生成氣體為氨氣0.01mol，發生NH4VO3NH3↑+HVO3，失去的是氨氣，得到的是HVO3；答案為：HVO3；

加熱到350℃時固體質量減少0.09g，失去0.005molH2O，發生的反應2HVO3H2O+V2O5；答案為：H2O。