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解答题-实验探究题 较难0.4 引用2 组卷766
实验室制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的实验步骤如图:

i.向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液,微沸数分钟。
ii.向制得的VOCl2溶液中缓慢加入足量NH4HCO3溶液,有气泡产生并析出紫红色晶体。
iii.反应结束后抽滤,用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,静置一段时间后得到产品。
请回答下列问题:
(1)步骤i中的还原剂是___(填化学式)。
(2)已知VO2+能被O2氧化,步骤ii可在如图装置中进行(夹持仪器略去),利用A中反应产生的气体将C中空气排净。

①仪器M的名称是___
②装置B的作用是___
(3)步骤ii中洗涤操作选择饱和NH4HCO3的原因是___,用无水乙醇洗涤的目的是___
(4)蓝色VO2+的水合配离子的结构如图。向该水合配离子的溶液中加入NaOH至pH=12时,该水合配离子全部转化为褐色的[VO(OH)3]-,写出转化过程的离子方程式___
(5)称量mg产品,用KMnO4溶液氧化,再除去多余的KMnO4(方法略),最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O),消耗标准溶液的体积为VmL,产品中钒的质量分数为___%(用含有m、c、V的式子表示)。
2021·山东德州·二模
知识点:氧化还原反应有关计算酸碱中和滴定的综合考查配合物常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O。其实验步骤如图,请回答下列问题:
V2O5VOCl2溶液氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体
i.向V2O5中加入6mol/L盐酸和足量N2H4•H2O混合液,微沸数分钟还原,有无色无味气体产生。
ii.向配制好的VOCl2溶液中缓慢加入足量NH4HCO3溶液,有气泡产生并析出紫红色晶体。
iii.反应结束后过滤,用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,用无水乙醇洗涤2次,静置一段时间后得到产品。
(1)步骤i的离子方程式是____
(2)已知VO2+能被O2氧化,步骤ii可在如图装置中进行(夹持仪器略去),利用A中的反应将C中空气排净。

①仪器M的名称是____
②判断C中空气已被排尽的现象:____
③若将装置C的滴液漏斗替换为分液漏斗,实验过程中VOCl2溶液滴加速度越来越慢(分液漏斗玻璃塞已取下),其原因是____
④步骤ii中用饱和NH4HCO3溶液洗涤除去的阴离子主要是____(填离子符号)。
⑤蓝色VO2+水合配离子的结构如图。向该水合配离子的溶液中加入NaOH至pH=12时,该水合配离子全部转化为褐色的,写出转化过程的离子方程式____

⑥称量mg产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(已知滴定反应为+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O),消耗标准溶液的体积为VmL。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果____(填“偏高”“偏低”或“无影响”),产品中钒的质量分数为____(以VO2+的量进行计算,列出计算式)。
氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O} 是制备多种含钒产品和催化剂的基础原料和前驱体。
已知:①氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体呈紫红色,难溶于水和乙醇。
②VO2+有较强还原性,易被氧化。
实验室以V2O5为原料制备该晶体的流程如图所示:

步骤i:向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4⋅2HCl溶液,微沸数分钟,制得VOCl2
步骤ii:在有CO2保护气的环境中,将净化的VOCl2溶液缓慢加入足量NH4HCO3溶液中,有气泡产生,析出紫红色晶体。
步骤:待反应结束后,在有CO2保护气的环境中,将混合液静置一段时间,抽滤,所得晶体用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,得到粗产品。
请回答下列问题:
(1)步骤 i 中生成VOCl2的同时还生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为 ___________
(2)步骤ii可在图1装置中进行:

①仪器D 的名称为___________
②实验时先打开K1,,当___________ (填实验现象)时,再关闭 K₁,打开K₂。
③装置B 中试剂的作用为___________
(3)步骤Ⅲ在有CO2保护气的环境中进行的原因为___________
(4)抽滤用图2 所示装置进行,与用普通漏斗过滤相比,抽滤的优点是___________ (填两条)。
(5)称取bg粗产品,用 KMnO4溶液氧化,再除去多余的KMnO4(方法略),滴入几滴铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,最后用c mol⋅L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,滴定终点消耗标准溶液的体积为15.00 mL(已知钒的相对原子质量为M,滴定反应为 +Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)。
①写出滴定终点指示剂变色的离子方程式:___________
②产品中钒的质量分数为___________%(用含b、c、M的代数式表示)。
氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]· 10H2O}是制备多种含钒产品和催化剂的基础原料和前驱体。某兴趣小组用如图所示装置(夹持仪器略去)制备氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体。

实验步骤如下:
I.向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液,微沸数分钟,将反应液净化后转移到a中。
II.关闭K2,打开K1,待装置中空气排尽后,关闭K1.把制得的VOCl2溶液缓慢加入到足量NH4HCO3溶液中,有气泡产生并析出紫红色晶体。
III.反应结束后将混合液抽滤,产品用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,静置一段时间后得到产品。
已知:氧化性: KMnO4>O2>VO2+>Fe2+, VO2+空气中易被氧化生成
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______,装置B的作用是_______
(2)步骤II中,当 _______ (填实验现象) 时, 关闭K1进行实验,装置C中生成氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体的化学方程式_______
(3)步骤III中用饱和NH4HCO3溶液洗涤的原因是_______
(4)称量mg产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后加入KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,用尿素除去过量NaNO2用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点消耗标准溶液的体积为VmL。产品中钒的质量分数为_______% (以VO2计。用含有m、c、V的式子表示)。
(5)设计实验证明装置C中VOCl2溶液是否变质_______(供选试剂:KMnO4溶液、盐酸酸化的氯化亚铁溶液、盐酸酸化的氯化铁溶液、KSCN溶液)。

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