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钒具有众多优异的性能,用途十分广泛,有金属“维生素”之称。完成下列填空: (1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性、含VO2+、K+、SO42–等。写出该反应的化学方程式 。 (2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO2+、Cl–。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向 。 (3)在20.00mL的0.1mol/LVO2+溶液中,加入0.195g锌粉,恰好完成反应,则还原产物可能是 。 a.V b.V2+ c.VO2+ d.VO2+ (4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+。请再写一个离子反应方程式,说明还原性:SO32–>Cl–>VO2+ 。 |
参考解答
(1)V2O5 +K2SO3+2H2SO4→2VOSO4+K2SO4+2H2O (2分) (写成离子方程式也给分 V2O5 + SO32–+4H+→2VO2++ SO42–+2H2O ) (2) ![]() (3)b(2分) (4)Cl2+ SO32–+ H2O→2Cl–+ 2H++ SO42–(2分) |
试题分析:(1)由题意可知,V2O5与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO4、K2SO4,根据原子守恒可知还生成H2O。其中V的化合价从+5价降低到+4价,得到1个电子。亚硫酸钾中S元素的化合价从+4价升高到+6价,失去2个电子,因此根据电子得失守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1,所以配平后方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO4=2VOSO4+K2SO4+2H2O。 (2)ClO3-与VO2+反应生成VO2+、Cl-,氯元素化合价由+5价降低为-1价,共降低6价。V元素化合价由+4升高为+5价,共升高1价,化合价升降最小公倍数为6,故ClO3-的系数为1、VO2+系数为6,由原子守恒可知成VO2+的系数为6,Cl-的系数为1,由电荷守恒可知还生成H+,系数为6,故有水参加反应,系数为3,因此配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向为 ![]() (3)0.195g锌粉的物质的量=0.195g÷65g/mol=0.003mol,设V元素在还原产物中的化合价为a,则根据电子得失守恒可知0.003×2=0.02L×0.1mol/L×(5-a),解得a=2,答案选b。 (4)在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的,V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+,故还原性Cl->VO2+,氯气可以将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl-,可以说明还原性SO32->Cl-,反应离子方程式为Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+2H++SO42-。 |
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