接触室中废钒催化剂含V2O5、VOSO4和SiO2等,VOSO4能溶于水,从废钒催化剂中回收V2O5的主要流程如下:

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  • 解题思路:(1)根据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变计算出需要浓硫酸的体积;根据配制500mL 1.5mol/L H2SO4的方法选择使用的仪器;

    (2)根据氧化还原反应中化合价变化判断氧化剂、还原剂;根据该氧化还原反应中化合价升降相等计算出KClO3与VOSO4的计量数之比;

    (3)根据n=[m/M]计算出该沉淀的物质的量,得到的残留固体为V2O5,碱石灰吸收的为水、浓硫酸吸收的为氨气,根据题中数据计算出各分解产物的物质的量,再得出该沉淀的化学式即可.

    (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:1.5mol/L×0.5L×98g/mol=VmL×1.84g/mL×98%,解得V≈40.8;配制500mL 1.5mol/L H2SO4的过程中需要使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管,还缺少500mL容量瓶、胶头滴管,

    故答案为:40.8mL;500mL容量瓶;胶头滴管;

    (2)V2O5中V的化合价为+5价,反应后产物VOSO4中V化合价为+4价,V的化合价降低被还原,在反应中V2O5做氧化剂;

    氧化反应为:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO43+KCl+H2O(未配平),该反应中KClO3在反应中化合价由+5变成了-1价,化合价降低6价,而VOSO4的化合价由+4变为(VO)2(SO43中的+5,化合价升高1价,化合价变化的最小公倍数为6,所以该反应中KClO3与VOSO4的计量数之比为1:6,

    故答案为:V2O5;1:6;

    (3)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

    点评:

    本题考点: 配制一定物质的量浓度的溶液;氧化还原反应;复杂化学式的确定.

    考点点评: 本题考查了配制一定物质的量浓度的溶液的方法、氧化还原反应的配平及氧化剂判断、复杂化学式的确定等知识,注意掌握配制一定浓度的溶液方法,能够根据化合价变化判断氧化剂、还原剂,(3)为难点和易错点,注意明确求算复杂化学式的方法.