Question

（2008?韶關(guān)一模）隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”．已知釩的原子序數(shù)為23，相對原子質(zhì)量為51，試回答下列問題：
（1）釩在元素周期表位于第

四

周期，第

ⅤB

族．
（2）釩被認(rèn)為是一種稀土元素，廣泛分散于各種礦物中，鉀釩鈾礦中的化學(xué)式為K₂H₆U₂V₂O₁₅（其中釩元素的化合價(jià)為+5價(jià)）．若用氧化物的形式表示，該化合物的化學(xué)式為

K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O

．
（3）測定釩含量的方法是先把釩轉(zhuǎn)化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里轉(zhuǎn)變成VO₂⁺，再用鹽酸、硫酸亞鐵、草酸等測定釩．請配平下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

1

VO₂⁺+

1

H₂C₂O₄→

1

VO⁺+

2

CO₂+

1

H₂O其中還原劑是

H₂C₂O₄

；若反應(yīng)消耗0.90g草酸，參加反應(yīng)的釩元素質(zhì)量是

0.51

g．
（4）工業(yè)上由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法．試用化學(xué)方程式表示出來

3V₂O₅+10Al

高溫  .

6V+5Al₂O₃

．

Answer 1

分析：（1）釩核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，據(jù)此確定在周期表中位置．
（2）根據(jù)各元素化合價(jià)寫出相應(yīng)的氧化物，氧化物之間以“?”隔開，系數(shù)配置出現(xiàn)的分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)，各元素原子數(shù)目比不能變化．
（3）VO₂⁺中V元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為VO⁺中+3價(jià)，H₂C₂O₄中碳元素由+3價(jià)升高為CO₂中+4價(jià)，H₂C₂O₄是還原劑；化合價(jià)升降的最小公倍數(shù)為2，所以VO₂⁺系數(shù)為1，H₂C₂O₄系數(shù)為1，再根據(jù)原子守恒（電荷守恒）配平其它物質(zhì)的系數(shù)．
0.90g草酸的物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)離子方程式計(jì)算參加反應(yīng)的n（VO₂⁺），據(jù)此計(jì)算參加反應(yīng)的釩元素質(zhì)量．
（4）鋁熱反應(yīng)實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng)，鋁與五氧化二釩反應(yīng)生成釩與氧化鋁．

解答：解：（1）釩核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，處于d區(qū)，故釩處于第四周期第ⅤB族．
故答案為：四；ⅤB．
（2）鉀釩鈾礦中的化學(xué)式為K₂H₆U₂V₂O₁₅，用氧化物的形式表示，根據(jù)各元素化合價(jià)寫出相應(yīng)的氧化物，氧化物之間以“?”隔開，系數(shù)配置出現(xiàn)的分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)，各元素原子數(shù)目比不能變化，該化合物的化學(xué)式為K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O．
故答案為：K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O．
（3）VO₂⁺中V元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為VO⁺中+3價(jià)，H₂C₂O₄中碳元素由+3價(jià)升高為CO₂中+4價(jià)，H₂C₂O₄是還原劑；化合價(jià)升降的最小公倍數(shù)為2，所以VO₂⁺系數(shù)為1，H₂C₂O₄系數(shù)為1，根據(jù)原子守恒可知，VO⁺，系數(shù)為1，CO₂系數(shù)為2，H₂O系數(shù)為1．配平后離子方程式為VO₂⁺+H₂C₂O₄═VO⁺+2CO₂+H₂O．0.90g草酸的物質(zhì)的量為

0.9g

90g/mol

=0.01mol，由方程式可知n（VO₂⁺）=0.01mol，所以參加反應(yīng)的釩元素的質(zhì)量為0.01mol×51g/mol=0.51g．
故答案為：1、1、1、2、1；還原劑；0.51．
（4）鋁與五氧化二釩反應(yīng)生成釩與氧化鋁，反應(yīng)反應(yīng)方程式為3V₂O₅+10Al 

高溫  .

6V+5Al₂O₃．
故答案為：3V₂O₅+10Al 

高溫  .

6V+5Al₂O₃．

點(diǎn)評：考查氧化還原反應(yīng)配平、計(jì)算等，難度不大，掌握根據(jù)電子轉(zhuǎn)移配平方程式．