随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”

题目内容：

随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”．为回收利用含钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：

物质

VOSO₄

V₂O₅

NH₄VO₃

（VO₂）₂SO₄溶解性

可溶

难溶

难溶

易溶

请回答下列问题：

（1）₂₃V在元素周期表位于第______周期______族．工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，其用化学方程式表示为______．

（2）反应①的目的是______．

（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式______．

（4）用酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，写出配平后完整的离子方程式．

______VO₂ ______H₂C₂O₄ ______H →______VO² ______CO₂ ______．

（5）经过热重分析测得：NH₄VO₃在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变

化的曲线如右图所示．则NH₄VO₃在分解过程中______．

A．先分解失去H₂O，再分解失去NH₃

B．先分解失去NH₃，再分解失去H₂O

C．同时分解失去H₂O和NH₃

D．同时分解失去H₂、N₂和H₂O．

最佳答案：

（1）钒核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，处于d区，故钒处于第四周期第ⅤB族；铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，反应方程式为3V₂O₅ 10Al高温.6V 5Al₂O₃，

故答案为：四；VB；

3、V₂O₅ 10Al高温.6V 5Al₂O₃；

（2）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V₂O₅，将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄，便于提纯，

故答案为：将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄；

（3）根据NH₄VO₃难溶于水，利用复分解反应沉淀VO₃^-，离子方程式为：NH₄ VO₃^-=NH₄VO₃↓，

故答案为：NH₄ VO₃^-=NH₄VO₃↓；

（4）测定反应②溶液中钒的含量，可用已知浓度的酸化H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，主要产物为CO₂和VOSO₄，根据化合价升降，写出的离子方程为2VO₂ H₂C₂O₄ 2H =2VO² 2CO₂↑ 2H₂O，

故答案为：2；1；

2、；

2、；

2、；

2、H₂O；

（5）根据NH₄VO₃在焙烧变化的图象可知：

2NH₄VO₃═V₂O₅ 2NH₃↑ H₂O

234g34g18g

减少值开始为0～17g，曲线到200℃时（约为16.0g）曲线开始平直；到约为300℃时又开始减少（H₂O的质量），到350℃时减少24g时就不再变化，所以NH₄VO₃在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在300～350℃再失去水，

故答案为：B．

答案解析：

高温.

考点核心：

配平简介：化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。