Question

（19分）釩有金屬“維生素”之稱，研究發(fā)現(xiàn)釩的某些化合物對(duì)治療糖尿病有很好的療效。
工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）步驟②、③的變化過程可表示為（HM為有機(jī)萃取劑）：
VOSO₄ (水層)+ 2HM（有機(jī)層） VOM₂（有機(jī)層） + H₂SO₄ (水層) 
步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是                         。
步驟③中X試劑為                   。
（2）步驟④的離子方程式為                      
（3）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有               和       。
（4）操作Ⅰ得到的廢渣，用         溶解，充分反應(yīng)后，                     ，（填寫系列操作名稱）稱量得到mg氧化銅。
(5）為了制得氨水，甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號(hào)和制備原理填寫在下表空格中。

	實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、氯化銨	反應(yīng)的化學(xué)方程式為①
乙小組	②	濃氨水、氫氧化鈉固體	分析產(chǎn)生氨氣的原因③

 

Answer 1

（1）加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(dòng)，提高釩的萃取率（2分）；H₂SO₄（2分）
（2）ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O= Cl^-+6VO₃^-+18H⁺（3分）
（3）氨氣（或氨水）（1分）；有機(jī)萃取劑（1分）
(4) 氫氧化鈉溶液（1分）  過濾、洗滌、干燥（2分）
（5）① 2NH₄Cl＋Ca(OH)₂CaCl₂＋2H₂O＋2NH₃↑。(2分)② B (2分)
③氫氧化鈉溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧氧化鈉吸水，促使氨放出；氫氧化鈉電離出的OH^－增大了氨水中OH^－濃度，促使氨水電離平衡左移，導(dǎo)致氨氣放出。 (3分)

解析試題分析：（1）根據(jù)題意知，步驟②、③的變化過程可表示為（HM為有機(jī)萃取劑）：
VOSO₄ (水層)+ 2HM（有機(jī)層） VOM₂（有機(jī)層） + H₂SO₄ (水層) ，萃取過程該平衡正向移動(dòng)，反萃取過程該平衡逆向移動(dòng)；步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(dòng)，提高釩的萃取率。步驟③中X試劑為H₂SO₄。（2）根據(jù)題給流程圖知，步驟④為ClO₃^-將6VO²⁺氧化為VO₃^-，根據(jù)氧化還原方程式及離子方程式的書寫原則寫出該反應(yīng)的離子方程式為ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O= Cl^-+6VO₃^-+18H⁺。（3）由題給工藝流程知，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氨氣（或氨水）和有機(jī)萃取劑。（4）操作Ⅰ為溶解操作，二氧化硅和氧化銅不溶于水，得到的廢渣為二氧化硅和氧化銅的混合物，二氧化硅為酸性氧化物，氧化銅為堿性氧化物，故用氫氧化鈉溶液溶解，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量得到mg氧化銅。(5）甲小組為氫氧化鈣和氯化銨固體共熱生成氯化鈣、氨氣和水，化學(xué)方程式為2NH₄Cl＋Ca(OH)₂CaCl₂＋2H₂O＋2NH₃↑；乙小組用濃氨水和氫氧化鈉固體不加熱制氨氣，應(yīng)選B裝置；產(chǎn)生氨氣的原因?yàn)闅溲趸�鈉溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧氧化鈉吸水，促使氨放出；氫氧化鈉電離出的OH^－增大了氨水中OH^－濃度，促使氨水電離平衡左移，導(dǎo)致氨氣放出。
考點(diǎn)：以工業(yè)上將VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V₂O₅的流程為載體考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理、物質(zhì)的分離和提純、氨氣的制備及相關(guān)反應(yīng)方程式的書寫。