釩被稱為“工業(yè)味精”,在發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、國防等方面發(fā)揮著重要的作用。V2O5有強氧化性,在實驗室以V2O5為原料制備氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體,此晶體難溶于水,其化學(xué)式為(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O,是制備熱敏材料VO2的原料。過程如下:V2O5VOCl2溶液(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O。
已知:①氧化性:V2O5>Cl2;②VO2+能被O2氧化。
(1)步驟Ⅰ中除生成VOCl2外,還生成綠色環(huán)保,無毒無害的產(chǎn)物,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2V
2O
5+6HCl+N
2H
4?2HCl
4VOCl
2+N
2↑+6H
2O
2V
2O
5+6HCl+N
2H
4?2HCl
4VOCl
2+N
2↑+6H
2O
。若只用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也能制備VOCl2溶液,但從環(huán)保角度分析,使用N2H4?2HCl的目的是
V2O5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N2H4?2HCl生成氮氣不污染環(huán)境
V2O5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N2H4?2HCl生成氮氣不污染環(huán)境
。
(2)步驟Ⅱ可在如圖裝置中進行:
①為了排盡裝置中的空氣,防止VO2+被氧化,上述裝置依次連接的合理順序為c→a→b→f→g→d→e
a→b→f→g→d→e
(按氣流方向,用小寫字母表示)。
②連接好裝置,檢查氣密性良好后,加入試劑,開始實驗,具體操作為 先打開K1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K1,打開K2,進行實驗
先打開K1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K1,打開K2,進行實驗
。
(3)實驗結(jié)束時,將析出的產(chǎn)品過濾,用飽和NH4HCO3溶液洗滌。請從溶解平衡的角度解釋,使用飽和NH4HCO3溶液洗滌晶體的原因:增大了
的濃度,促使(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的溶解
增大了
的濃度,促使(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的溶解
證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是 取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全
取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全
。
(4)測定粗產(chǎn)品中釩的含量。實驗步驟如下:稱量ag產(chǎn)品于錐形瓶中,用稀硫酸溶解后得到VO2+的溶液,加入0.02mol?L-1KMnO4溶液至稍過量,加入某還原劑除去過量KMnO4溶液,最后用cmol?L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(+Fe2++2H+═VO2++Fe3++H2O),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為bmL。粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達式為 (以VO2+計,式量為67)。若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則測定結(jié)果 偏高
偏高
(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。【答案】2V
2O
5+6HCl+N
2H
4?2HCl
4VOCl
2+N
2↑+6H
2O;V
2O
5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N
2H
4?2HCl生成氮氣不污染環(huán)境;a→b→f→g→d→e;先打開K
1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K
1,打開K
2,進行實驗;增大了
的濃度,促使(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH
4)
5[(VO)
6(CO
3)
4(OH)
9]?10H
2O的溶解;取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全;
%;偏高