Question

（2013•宁德模拟）随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用．

Answer 1

解题思路：（1）根据合金的性质分析；

（2）根据反应方程式和平衡常数的含义书写K的表达式；

（3）利用盖斯定律结合已知热化学方程式计算；

（4）①根据温度对反应速率的影响分析；

②已知Mg²⁺的平衡浓度，根据K_sp[Mg₃（PO₄）₂]计算；

③根据流程可知NH₄⁺与VO₃^-结合生成NH₄VO₃沉淀；

④根据反应方程式求出V₂O₅的物质的量，然后求出其质量，再求产品的纯度．

（1）根据合金的性质可知，合金的硬度一般比其成分金属的硬度大，钒与铁形成钒钢合金，钒钢合金结构紧密，具有较高的韧性、弹性和强度，

故答案为：C；

（2）已知反应方程式V₂O₇^4-+H₂O⇌2VO₃^-+2OH^-，则平衡常数的表达式为K=

[VO3−]2[OH−]2

[V2O74−]，故答案为：

[VO3−]2[OH−]2

[V2O74−]；

（3）已知某温度下：①4V（s）+5O₂（g）=2V₂O₅（s）△H=-1551kJ•mol^-1

②4V（s）+3O₂（g）=2V₂O₃（s）△H=-1219kJ•mol^-1

③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1

根据盖斯定律：[1/2]×②+③-[1/2]×①所得方程式为 V₂O₅（s）+2H₂（g）=V₂O₃（s）+2H₂O（l），则其△H=[1/2]（-1219）+（-571.6）-[1/2]（-1551）=-405.6kJ•mol^-1；

所以H₂还原V₂O₅得到V₂O₃的热化学方程式为：V₂O₅（s）+2H₂（g）=V₂O₃（s）+2H₂O（l）△H=-405.6kJ•mol^-1；

故答案为：V₂O₅（s）+2H₂（g）=V₂O₃（s）+2H₂O（l）△H=-405.6kJ•mol^-1；

（4）①升高温度能加快反应速率，所以加热的作用是提高生成沉淀的反应速率；故答案为：提高生成沉淀的反应速率；

②已知净化后溶液中的Mg²⁺的平衡浓度为 1.0×10^-4mol•L^-1，所以c（P0₄^3-）=

Ksp[Mg3(PO4)2]

( 1.0×10−4 )3=1.0×10^-7mol•L^-1；故答案为：1.0×10^-7mol•L^-1；

③根据流程可知NH₄⁺与VO₃^-结合生成NH₄VO₃沉淀，所以其离子方程式为NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓，

故答案为：NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓；

④已知反应方程式为：V₂O₅+6HCl+2KI=2VOCl₂+2KCl+I₂+3H₂O

I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI，

设5.00mL溶液中V₂O₅的物质的量为xmol，

V₂O₅ ～I₂ ～2Na₂S₂O₃

1mol 2mol

xmol a×b×10^-3mol

则x=[1/2]ab×10^-3mol，所以100mL溶液中V₂O₅的物质的量为

点评：

本题考点： 用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡常数的含义；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；探究物质的组成或测量物质的含量．

考点点评： 本题考查了合金的性质、平衡常数、盖斯定律的应用、Ksp的有关计算、有关方程式的计算等，涉及的知识点较多，题目难度较大，侧重于学生综合能力的考查．