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“合金维生素 .工业上回收废钒催化剂(含有V2O5.VOSO4.K2SO4.SiO2)中钒的主要流程如下:已知:(1)V2O5和NH4VO3均为难溶物.VOSO4和(VO2)2SO4均为易溶物.(2) 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O回答下列问� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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“合金维生素”。工业上回收废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2）中钒的主要流程如下：

已知：（1）V2O5和NH4VO3均为难溶物，VOSO4和(VO2)2SO4均为易溶物。

（2） 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O

回答下列问题：

（1）步骤①前，粉碎的目的是_________________________。

（2）步骤②中发生反应的离子方程式为__________________________。

（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：

VOSO4 (水层)+ 2HA（有机层）VOA2(有机层）+ H2SO4(水层)，则步骤④中可选择硫酸作反萃取的原因是_____________。

（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定操作⑤后溶液中含钒量的步骤为：取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于锥形瓶中，加入指标剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时，消耗待测液的体积为10.0mL，由此可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为_________g/L。

（5）V2O5可用金属(如Ca、Al)热还原法获得钒，则金属铝热还原制得钒的化学方程式为_______________。

【答案】

（1）增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率（2分）

（2）V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O（2分）

（3）加入硫酸，可使平衡向左进行，使VOSO4进入水层；（2分）

（4）10.2g/L （2分）

（5）3V2O5+10Al6V+5Al2O3（2分）

【解析】

试题分析：（1）粉碎固体反应物，可以增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率。

（2）亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O

（3）加入H2SO4，H2SO4浓度增大，步骤③化学平衡向向左移动，使VOSO4进入水层。

（4）根据题目所给信息：2VO2+? ~ H2C2O4，可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为：0.1mol/L×0.01L×2×51g/mol÷0.01L= 10.2g/L。

（5）铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，化学方程式为：3V2O5+10Al6V+5Al2O3

考点：本题考查化学工艺流程的分析、方程式的书写、化学计算。

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科目：高中化学 来源： 题型：

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）请写出加入Na₂SO₃溶液发生反应的离子方程式

V₂O₅+SO₃^2-+4H⁺=2VO²⁺+SO₄^2-+2H₂O

．
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V₂O₅）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如下左图）．

其中a、c二步的化学方程式可表示为

SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄

，

4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃

．
（3）该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度．
根据图试建议控制氯化铵系数和温度：

、

80℃

．

（4）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．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?焦作一模）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

四

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

3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃

3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃

．
（2）反应①的目的是

将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄

．
（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

NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓

．
（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+

2H₂O

．
（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．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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．
（1）钒主要用来制造钒钢．钒钢具有很高的耐磨损性和抗撞击性，原因是

（填序号）
A．钒在常温下，化学活泼性较弱
B．钒钢表面形成了致密且坚固的氧化膜
C．钒钢结构紧密，具有较高的韧性、弹性和强度
（2）在温度较低时，溶液中钒酸盐会转化为焦钒酸盐：
2VO₄^3-+H₂O?V₂O₇^4-+2OH^-①
在温度较高时，焦钒酸盐又转化为偏钒酸盐：
V₂O₇^4-+H₂O?2VO₃^-+2OH^-②
反应②平衡常数的表达式K=

；
（3）已知某温度下：4V（s）+5O₂（g）=2V₂O₅（s）△H=-1551kJ?mol^-1
4V（s）+3O₂（g）=2V₂O₃（s）△H=-1219kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
写出H₂还原V₂O₅得到V₂O₃的热化学方程式：

；
（4）用钒酸钠（Na₃VO₄）溶液（含PO₄^3-、SiO₃^2-等杂质离子）制备高纯V₂O₅流程如下：

①加入镁盐，加热搅拌，其中加热的作用是

；
②在25℃时，K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-26，若净化后溶液中的Mg²⁺的平衡浓度为 1.0×10^-4 mol?L^-1，则溶液中c（P0₄^3-）=

；
③加入NH₄Cl，加热搅拌，该步骤反应的离子方程式为

；
④为测定产品纯度，称取产品mg，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取5.00mL溶液于锥形瓶中，加入一定量的稀盐酸和KI溶液，用a mol?L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定，发生的反应为：
V₂O₅+6HCl+2KI=2VOCl₂+2KCl+I₂+3H₂O
I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI
若三次滴定消耗标准溶液的平均体积为bmL，则该产品的纯度为

（用含m、a、b的代数式表示）．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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“合金维生素”．已知钒的原子序数为23，回答下列问题：
（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿的化学式为K₂H₆U₂V₂O₁₅（其中钒元素的化合价为+5价）．若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为

．
（2）①测定钒含量的方法是先把钒转化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里转变成VO2+，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒．请配平下列反应的化学方程式．

VO2++

H₂C₂O₄→

VO⁺+

CO₂+

H₂O
②上述反应其中还原剂是

（填化学式）；若反应消耗0.9g草酸，参加反应的钒元素质量是

g．

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科目：高中化学 来源： 题型：

随着材料科学的发展，金属钒被誉为“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．
己知：V可形成VO²⁺、VO₂⁺、VO₃^-等多种离子；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

该工艺的主要流程如下：

请回答下列问题
（1）工业上常用铝热反应法由V₂O₅冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式

．
（2）反应①的离子方程式是

．
（3）在反应②中，每生成1mol（VO₂）₂SO₄转移电子的数目为

．
（4）在离子交换过程中，发生可逆反应VO₂⁺+2OH^-?VO₃^-+H₂O．
该反应的化学平衡常数K 的表达式为

．
（5）反应③充分反应后，分离出NH₄VO₃的实验所需主要玻璃仪器为

，为保证产品纯度，还应进行的操作名称是

．

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