Question

【題目】實驗室以V2O5為原料制備氧釩（Ⅳ）堿式碳酸銨晶體{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9] ·10H2O}，其流程如圖：

V2O5VOCl2溶液氧釩（Ⅳ）堿式碳酸銨晶體

（1）“還原”過程中的還原劑是__（填化學(xué)式）。

（2）已知VO2+能被O2氧化，“轉(zhuǎn)化”可在如圖裝置中進(jìn)行。

①儀器M的名稱是__，實驗開始前的操作是__。

②裝置B的作用是__。

③加完VOCl2溶液后繼續(xù)攪拌一段時間，使反應(yīng)完全，再進(jìn)行下列操作，順序為__（填字母）。

a.錐形瓶口塞上橡膠塞

b.取下P

c.將錐形瓶置于干燥器中，靜置過濾

④得到紫紅色晶體，抽濾，并用飽和NH4HCO3溶液洗滌3次，用無水乙醇洗滌2次，再用乙醚洗滌2次，抽干稱重。用飽和NH4HCO3溶液洗滌除去的陰離子主要是__（填離子符號），用無水乙醇洗滌的目的是__。

⑤稱量mg產(chǎn)品于錐形瓶中，用20mL蒸餾水與30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍過量，充分反應(yīng)后繼續(xù)滴加1%的NaNO2溶液至稍過量，再用尿素除去過量NaNO2，最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點（已知滴定反應(yīng)為VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O），消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為VmL。若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會使測定結(jié)果___（填“偏高”“偏低”或“無影響”），產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__（以VO2+的量進(jìn)行計算，列出計算式）。

Answer 1

【答案】N2H42HC1 長頸漏斗 檢查裝置的氣密性 除去二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫 bac C1- 除去晶體表面的水 偏高 ×100%或6.7cV/m%

【解析】

(2)VO2+能被O2氧化，所以轉(zhuǎn)化過程應(yīng)在無氧環(huán)境中進(jìn)行，裝置A中稀鹽酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳，B裝置盛放飽和碳酸氫鈉溶液可以除去二氧化碳中混有的HCl氣體，之后二氧化碳進(jìn)入裝置C，將裝置內(nèi)的空氣排盡；然后滴加VOCl2溶液，進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)完全。

(1)氧化還原反應(yīng)中還原劑失電子被氧化化合價升高，對比反應(yīng)物和生成物，V的化合價降低被還原，O、Cl化合價不變，H元素已是最高價不能被氧化，所以被氧化的元素應(yīng)為N元素，所以還原劑為N2H42HCl；

(2)①根據(jù)M的結(jié)構(gòu)特點可知其為長頸漏斗；實驗開始前要檢查裝置的氣密性；

②稀鹽酸具有揮發(fā)性，生成的二氧化碳?xì)怏w中有HCl雜質(zhì)，裝置B中盛放飽和碳酸氫鈉溶液可以除去二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫；

③加完VOCl2溶液后繼續(xù)攪拌一段時間，使反應(yīng)完全，取下P裝置，為防止氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體被氧化，需要在錐形瓶口塞上橡膠塞，之后將錐形瓶置于干燥器中，靜置過濾，所以順序為bac；

④根據(jù)元素守恒可知用飽和NH4HCO3溶液洗滌除去的陰離子主要是Cl-；乙醇與水互溶，無水乙醇易揮發(fā)，可以帶走晶體表面的水分；

⑤若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，溶液中Fe2+濃度減小，會消耗更多的標(biāo)準(zhǔn)液，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為VmL，根據(jù)滴定反應(yīng)可知n(VO2+)=n(Fe2+)=cV×10-3mol，所以產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%或6.7cV/m%。