Question

（2008?韶關一模）隨著材料科學的發展，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”．已知釩的原子序數為23，相對原子質量為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，鉀釩鈾礦中的化學式為K₂H₆U₂V₂O₁₅（其中釩元素的化合價為+5價）．若用氧化物的形式表示，該化合物的化學式為

K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O

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

1

VO₂⁺+

1

H₂C₂O₄→

1

VO⁺+

2

CO₂+

1

H₂O其中還原劑是

H₂C₂O₄

；若反應消耗0.90g草酸，參加反應的釩元素質量是

0.51

g．
（4）工業上由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法．試用化學方程式表示出來

3V₂O₅+10Al

高溫  .

6V+5Al₂O₃

．

Answer 1

分析：（1）釩核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，據此確定在周期表中位置．
（2）根據各元素化合價寫出相應的氧化物，氧化物之間以“?”隔開，系數配置出現的分數應化為整數，各元素原子數目比不能變化．
（3）VO₂⁺中V元素化合價由+5價降低為VO⁺中+3價，H₂C₂O₄中碳元素由+3價升高為CO₂中+4價，H₂C₂O₄是還原劑；化合價升降的最小公倍數為2，所以VO₂⁺系數為1，H₂C₂O₄系數為1，再根據原子守恒（電荷守恒）配平其它物質的系數．
0.90g草酸的物質的量為0.01mol，根據離子方程式計算參加反應的n（VO₂⁺），據此計算參加反應的釩元素質量．
（4）鋁熱反應實質是置換反應，鋁與五氧化二釩反應生成釩與氧化鋁．

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

0.9g

90g/mol

=0.01mol，由方程式可知n（VO₂⁺）=0.01mol，所以參加反應的釩元素的質量為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生成釩與氧化鋁，反應反應方程式為3V₂O₅+10Al 

高溫  .

6V+5Al₂O₃．
故答案為：3V₂O₅+10Al 

高溫  .

6V+5Al₂O₃．

點評：考查氧化還原反應配平、計算等，難度不大，掌握根據電子轉移配平方程式．