Question

（2012?泰安一模）隨著材料科學的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應用，并被譽為“合金的維生素”．為回收利用含釩催化劑（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達91.7%以上．
部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示：

物質(zhì)	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	難溶	難溶	易溶

該工藝的主要流程如下：

請回答下列問題．
（1）工業(yè)上由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，用化學方程式表示為

3V₂O₅+10Al

高溫  .

6V+5Al₂O₃

．
（2）反應①的目的是

將V₂O₅ 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄

．
（3）該工藝中反應③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關(guān)鍵之一，寫出該步發(fā)生反應的離子方程式：

NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓

．
（4）經(jīng)過熱重分析測得：NO₄VO₃在焙燒過程中，固體質(zhì)量的減少值（縱坐標）隨溫度變化的曲線如圖所示．則NH₄VO₃在分解過程中

B

（填序號）．
A．先分解失去H₂O，再分解失去NH₃
B．先分解失去NH₃，再分解失去H₂O
C．同時分解失去H₂O和NH₃
D．同時分解失去H₂、N₂和H₂O．

Answer 1

分析：（1）鋁熱反應實質(zhì)是置換反應，鋁與五氧化二釩反應生成釩與氧化鋁；
（2）由題意和流程圖可知反應①的目的，將V₂O₅ 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄，便于分離提純；
（3）依據(jù)流程中的沉淀分離書寫離子方程式；
（4）根據(jù)NH₄VO₃在焙燒變化的圖象進行解答．

解答：解：（1）鋁與五氧化二釩反應生成釩與氧化鋁，反應方程式為3V₂O₅+10Al

高溫  .

6V+5Al₂O₃，
故答案為：3V₂O₅+10Al

高溫  .

6V+5Al₂O₃；
（2）加入硫酸和亞硫酸鈉，目的是利用氧化還原反應，用亞硫酸鈉還原V₂O₅，將V₂O₅ 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄，便于提純，
故答案為：將V₂O₅轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄；
（3）根據(jù)NH₄VO₃難溶于水，利用復分解反應沉淀VO₃^-，離子方程式為：NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓，
故答案為：NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓；
（4）根據(jù)NH₄VO₃在焙燒變化的圖象可知：
2NH₄VO₃═V₂O₅+2NH₃↑+H₂O
234g          34g  18g
減少值開始為0～17g，曲線到200℃時（約為16.0g）曲線開始平直；到約為300℃時又開始減少（H₂O的質(zhì)量），到350℃時減少24g時就不再變化，所以NH₄VO₃在焙燒過程中200℃時左右先失去氨；在300～350℃再失去水，
故答案為：B．

點評：本題主要考查了鋁熱反應的應用、氧化還原反應的實質(zhì)、離子方程的書寫，平時注意相關(guān)知識運用能力的培養(yǎng)，題目難度中等．