氧钒（IV）碱式碳酸按为紫色晶体，难溶于水，是制备热敏材料VO2的原料，其化学式为（NH4）5[（VO）6（CO3）4（OH）9]•10H2O。实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒（IV）碱式碳酸铵晶体，过程如图：
已知：+4价钒在弱酸性条件下具有还原性，能被O2氧化。
（1）N2H4•2HCl为离子化合物，1molN2H4•2HCl中含有的σ键数目为 7NA7NA。
（2）步骤1中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为 2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl △ 4VOCl2+N2↑+6H2O2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl △ 4VOCl2+N2↑+6H2O。
（3）步骤2可在如图装置（气密性良好）中进行。
制备过程中，需向锥形瓶中通入CO2，作用是 排除装置中的空气，避免产物被氧化排除装置中的空气，避免产物被氧化，所得紫色晶体残留的杂质离子主要为 Cl-、NH+4Cl-、NH+4。
（4）步骤3洗涤晶体时需用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次，再用无水乙醇洗涤2次，选择饱和NH4HCO3溶液的原因是 减少晶体的溶解减少晶体的溶解。
（5）已知：①去除溶液中KMnO4可依次加入尿素溶液（还原KMnO4）、亚硝酸钠溶液（氧化尿素）。
②滴定反应：VO+2+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O。
补充完整测定氧钒（IV）碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案：称量5.1000g样品于锥形瓶中，用1.0mol•L-1H2SO4溶液溶解后得到含VO2+的溶液，加稍过量的0.0200mol•L-1KMnO4溶液将VO2+氧化为VO+2，充分反应后加入亚硝酸钠溶液除去过量的KMnO4，最后用0.0800mol•L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，读出消耗体积用1.0mol•L-1H2SO4溶液溶解后得到含VO2+的溶液，加稍过量的0.0200mol•L-1KMnO4溶液将VO2+氧化为VO+2，充分反应后加入亚硝酸钠溶液除去过量的KMnO4，最后用0.0800mol•L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，读出消耗体积。（实验中须使用的试剂是1.0mol•L-1H2SO4溶液、0.0200mol•L-1KMnO4溶液、尿素溶液、亚硝酸钠溶液、0.0800mol•L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液，滴定终点的现象描述不作要求）
△
△
NH
+
4
NH
+
4
VO
+
2
VO
+
2
VO
+
2
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】7NA；2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl 4VOCl2+N2↑+6H2O；排除装置中的空气，避免产物被氧化；Cl-、；减少晶体的溶解；用1.0mol•L-1H2SO4溶液溶解后得到含VO2+的溶液，加稍过量的0.0200mol•L-1KMnO4溶液将VO2+氧化为，充分反应后加入亚硝酸钠溶液除去过量的KMnO4，最后用0.0800mol•L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，读出消耗体积
△
NH
+
4
VO
+
2
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/4/20 14:35:0组卷：37引用：2难度：0.5
相似题
-
1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
