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来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/04/29 00:47:29
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解题思路： 明确：还原时的反应为： V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4＝2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O； 氧化时的反应为： KClO3＋6VOSO4＋3H2SO4＝3(VO)2(SO4)3＋KCl＋3H2O；
解题过程：
解析：(1) 设需要改浓硫酸的体积为VmL，稀释过程中溶质硫酸的质量不变，则：
135g/L×1L=VmL×1.8g/mL×98%，
解得V≈76.5；
（2）用有机溶剂萃取和加硫酸反萃取过程存在平衡，VO2+（水层）+2HA（有机层）≒VOA2（有机层）+2H+（水层），若加入硫酸的浓度过大，则上述平衡会逆向移动，导致水层中的VO2+的浓度增大，加氯酸钾的目的是将VO2+氧化为VO3+，故在下一步氧化过程中消耗的KClO3的量会增大。
（3）还原时的反应为：
V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4＝2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O；
氧化时的反应为：
KClO3＋6VOSO4＋3H2SO4＝3(VO)2(SO4)3＋KCl＋3H2O；
根据n(Na2SO3)∶n(KClO3)=12∶7分析如下：
V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4＝2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O；
12mol 12mol 24mol
KClO3＋6VOSO4＋3H2SO4＝3(VO)2(SO4)3＋KCl＋3H2O；
7mol 42mol
则废钒催化剂中的n(V2O5)∶n(VOSO4)＝12∶(42－24)＝12∶18＝2∶3。
（4）59.8g沉淀的物质的量为：59.8g/598g/mol=0.1mol；
取沉淀59.8g充分焙烧，得固体残留物54.6g，该残留物为V2O5，其物质的量为：n（V2O5）=54.6g/182g/mol=0.3mol；
所得气体通过碱石灰，减少1.8g，该1.8g为水，水的物质的量为：n（H2O）=1.8g/18g/mol=0.1mol；
剩余气体能被稀硫酸完全吸收，硫酸稀释的为氨气，氨气的物质的量为：n（NH3）=(59.8g-54.6g-1.8g)/17g/mol=0.2mol；
所以该沉淀的化学式为：3V2O5•2NH3•H2O，即：V6N2H8O16，
答：该沉淀的化学式为V6N2H8O16。
最终答案： （1）76.5 （2）KClO3 （3）2∶3 （4）V6N2H8O16
解题过程：
解析：(1) 设需要改浓硫酸的体积为VmL，稀释过程中溶质硫酸的质量不变，则：
135g/L×1L=VmL×1.8g/mL×98%，
解得V≈76.5；
（2）用有机溶剂萃取和加硫酸反萃取过程存在平衡，VO2+（水层）+2HA（有机层）≒VOA2（有机层）+2H+（水层），若加入硫酸的浓度过大，则上述平衡会逆向移动，导致水层中的VO2+的浓度增大，加氯酸钾的目的是将VO2+氧化为VO3+，故在下一步氧化过程中消耗的KClO3的量会增大。
（3）还原时的反应为：
V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4＝2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O；
氧化时的反应为：
KClO3＋6VOSO4＋3H2SO4＝3(VO)2(SO4)3＋KCl＋3H2O；
根据n(Na2SO3)∶n(KClO3)=12∶7分析如下：
V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4＝2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O；
12mol 12mol 24mol
KClO3＋6VOSO4＋3H2SO4＝3(VO)2(SO4)3＋KCl＋3H2O；
7mol 42mol
则废钒催化剂中的n(V2O5)∶n(VOSO4)＝12∶(42－24)＝12∶18＝2∶3。
（4）59.8g沉淀的物质的量为：59.8g/598g/mol=0.1mol；
取沉淀59.8g充分焙烧，得固体残留物54.6g，该残留物为V2O5，其物质的量为：n（V2O5）=54.6g/182g/mol=0.3mol；
所得气体通过碱石灰，减少1.8g，该1.8g为水，水的物质的量为：n（H2O）=1.8g/18g/mol=0.1mol；
剩余气体能被稀硫酸完全吸收，硫酸稀释的为氨气，氨气的物质的量为：n（NH3）=(59.8g-54.6g-1.8g)/17g/mol=0.2mol；
所以该沉淀的化学式为：3V2O5•2NH3•H2O，即：V6N2H8O16，
答：该沉淀的化学式为V6N2H8O16。
最终答案： （1）76.5 （2）KClO3 （3）2∶3 （4）V6N2H8O16