微专题4 钒及其化合物-【创新教程】2022高考化学总复习大二轮教师用书word（老高考）

[高考必备] 1．原子序数：23 周期表中位置：第四周期，第ⅤB族 核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 价电子排布式或外围电子排布式：3d34s2 价电子排布图： 2．钒常见化合价为：＋2、＋3、＋4、＋5，其中最稳定化合价为＋5。 3．V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子立体构型为正四面体形；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示无限链状结构(钒位于体心)，则偏钒酸钠化学式为NaVO3。 4．几个和钒元素有关的化学方程式 2V2O5＋4NaCl＋O24NaVO3＋2Cl2 Ca(VO3)2＋Na2CO3===CaCO3＋2NaVO3 2NH4VO3V2O5＋ 2NH3＋2H2O V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O V2O5＋6HCl===2VOCl2＋ Cl2＋3H2O [感悟高考] [例]　(2020·全国卷26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VO反应的离子方程式________________________。 (2)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的________。 (3)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。 (4)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是________________________。 (5)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是______________。 [答案]　(1)Fe2＋　VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O (2)Mn2＋　Al3＋和Fe3＋　(3)Fe(OH)3 (4)Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3＋NaCl＋H2O或NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3 (5)利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全 [模型构建] 　陌生元素及其化合物的突破——信息的获取、分析、及迁移应用需要注意以下几点： 1．熟悉物质的分类，如金属、非金属、酸性氧化物、碱性氧化物及盐等。 2．了解物质的性质，如酸碱性、氧化性、还原性等。 3．掌握离子反应、非氧化还原反应及氧化还原反应的规律。 4．化学平衡移动的原理。 [模拟预测] [题组1]　钒之化工—单质 1．工业上由凡含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是(　　) A．炭还原法 B．铝热法还原 C．直接加热法 D．盐的水溶液与活泼金属置换法 解析：B　[铝热反应：Al＋金属氧化物―→Al2O3＋金属 特点：放热 应用：焊接钢轨、冶炼高熔点的金属] 2．钒对稀酸是稳定的，但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO。则钒与浓硝酸反应的离子方程式：______________________。 解析：浓硝酸与金属反应：不产生H2，还原产物为NO2 氧化还原反应型离子方程式书写：得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒。 答案：V＋6H＋＋5NO===VO＋5NO2↑＋3H2O [题组2]　钒之化工—氧化物 3．硫酸工业中，SO2转化为SO3的催化剂就选用V2O5，催化过程经两步完成，将其补充完整：________________________(用化学方程式表示)，4VO2＋O2===2V2O5。 解析：(1)催化剂的确定：先作反应物，再作生成物 (2)中间产物的确定：先作生成物，再作反应物 (3)熟悉反应：2SO2＋O22SO3 答案：SO2＋V2O5===2VO2＋SO3 4．五氧化二钒(V2O5)是一种两性氧化物，具有强氧化性，其制备方法如下图所示。下列关于五氧化二钒的说法中错误的是(　　) A．五氧化二钒的结构式为 B．V2O5溶于碱生成VO C．“沉钒”涉及反应的化学方程式为6NaVO3＋2H2SO4＋2NH4Cl===(NH4)2V6O16＋2Na2SO4＋2H2O＋2NaCl D．V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O，生成1 mol Cl2转移电子数为2NA 解析：B　[A项，根据五氧化二钒的化