Question

【題目】隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。已知釩的原子序數(shù)為23，回答下列問(wèn)題：

（1）釩被認(rèn)為是一種稀土元素，廣泛分散于各種礦物中，鉀釩鈾礦中的釩原子最外層已達(dá)到8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為K2H6U2V2O15（其中釩元素的化合價(jià)為+5價(jià)）。若用氧化物的形式表示，該化合物的化學(xué)式為：_______________________________。

（2）五氧化二釩是工業(yè)制造中的常用催化劑，如工業(yè)制硫酸中就利用五氧化二釩作催化劑。從含釩廢催化劑中回收釩，傳統(tǒng)的技術(shù)是“氧化焙燒法”,其具體流程為：

其中焙燒是將食鹽和釩鉛礦在空氣中焙燒，這時(shí)礦石中所含的V2O5就轉(zhuǎn)化為NaVO3，然后用水從燒結(jié)塊中浸出NaVO3，再用稀硫酸酸化就得到V2O5的水合物，經(jīng)過(guò)煅燒就可得到V2O5。

①配料在焙燒前磨碎的目的是_______________________。

②寫出焙燒過(guò)程中V2O5發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。

（3）測(cè)定釩含量的方法是先把釩轉(zhuǎn)化成V2O5，V2O5在酸性溶液里轉(zhuǎn)變成VO，再用鹽酸、硫酸亞鐵、草酸等測(cè)定釩。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O。若反應(yīng)消耗0.9 g 草酸，參加反應(yīng)的釩元素質(zhì)量是_____g。

（4）以V2O5為催化劑，使SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)如下：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。

根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：

①將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為__________，等于______________。

②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）______K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer 1

【答案】 K2O·V2O5·2UO3· 3H2O 增大接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行 2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+ 2Cl2 0.51 K= 800L·mol-1 =

【解析】(1) 用氧化物的形式表示的前提是保持各種元素化合價(jià)不變，所以可同時(shí)將原子個(gè)數(shù)擴(kuò)大相同的倍數(shù)，即化學(xué)式是K2O·V2O5·2UO3·3H2O；（2）①粉碎的目的是增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)物充分反應(yīng)；②根據(jù)電子的得失守恒可知，焙燒過(guò)程中V2O5發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式原來(lái)2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+ 2Cl2；(3)0.9g草酸的物質(zhì)的量是＝0.01mol，則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O可知，參加反應(yīng)的釩元素的質(zhì)量是0.01mol×51g/mol＝0.51g；（4）①反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g)

起始 2 1 0

轉(zhuǎn)化 1.6 0.8 1.6

平衡 0.4 0.2 1.6

K==800 L·mol-1；

②平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)。溫度不變，平衡常數(shù)不變，故K（A）=K（B）。