Question

钒及化合物用途广泛。工业上常用含少量Al₂O₃的钒铁矿（FeO×V₂O₅）碱熔法提取V₂O₅。简要流程如下：

已知：①焙烧时可发生反应：V₂O₅ + Al₂O₃+2Na₂CO₃2NaVO₃ +2NaAlO₂ +2CO₂­

②常温下物质的溶解度：NaVO₃～21．2 g /100g水；HVO₃～0．008 g /100g水

（1）“浸出渣B”的主要成分是             。（写化学式）

（2）生产中，不直接用H₂SO₄浸泡“烧渣A”获取HVO₃的原因是                      。

（3）“操作①”包括        、洗涤。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是      、      。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是       。（填序号）

                                

A                  B                 C                     D

（4）NaVO₃用于原油的脱硫技术，由V₂O₅溶于NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为                                                                    。

Answer

（1）Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4                          （2分）     

（2）H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源。（4分）

（3）过滤（2分）  Na+、Al3+（2分）  D （2分）

（4）V2O5  +2OH2VO3- + H2O  （2分）（可以没有加热符号）

【解析】

试题分析：（1）依题意，焙烧时不仅发生反应：V2O5+Al2O3+2Na2CO3 =2NaVO3+2NaAlO2+2CO2↑，而且FeO被空气中的氧气氧化为氧化铁（或四氧化三铁或既有氧化铁又有四氧化三铁），因为+2价的铁元素在高温下易被氧化；由于加入的碳酸钠过量，则氧化铝、五氧化二钒全部转化为可溶性的钠盐，加入足量水浸取时，铁的氧化物难溶于水，则浸出渣B的主要成分是Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4；（2）由已知信息②可知，H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯；另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源，因此不采取硫酸浸取烧渣；（3）由于HVO3的溶解度很小，HVO3难溶于水，从浸出液中分离难溶物的方法是过滤、洗涤，由此确定操作①的方法；如果不洗涤，HVO3吸附了可溶性的硫酸钠、硫酸铝典礼处的钠离子和铝离子；HVO3是难溶性酸，与硅酸类似，受热可以分解，加热固体物质只能在坩埚中进行实验，因此选D；（4）五氧化二钒与NaOH溶液反应生成钒酸钠和水，不涉及氧化还原反应，说明五氧化二钒具有酸性氧化物的性质，氧化物应保留化学式，则该反应为V2O5  +2OH－ = 2VO3－+ H2O；

考点：考查物质制备化学工艺流程，涉及浸出渣的主要成分、解释浸取方式的原因、混合物分离与提纯的方法、洗涤除去的金属阳离子、高温加热固体的实验仪器及装置、离子方程式。