Question

【題目】多釩酸鹽在催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。某多釩酸銨晶體的化學(xué)式為(NH4)xH6-xV10O28·10H2O。為測(cè)定其組成, 進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

①稱取樣品0.9291 g，加入過量20% NaOH溶液，加熱煮沸一段時(shí)間，生成的NH3用50.00 mL 0.1000 mol·L-1 鹽酸吸收。加入指示劑，用0.1000 mol·L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。

②另稱取樣品0. 9291 g，加過量1.5 mol·L-1 H2SO4，微熱溶解。加入3 g NaHSO3，攪拌，使五價(jià)釩V10O286-完全轉(zhuǎn)化為四價(jià)釩VO2+。加熱煮沸一段時(shí)間，然后用0. 06000 mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（還原產(chǎn)物為Mn2+），終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL。

（1）在實(shí)驗(yàn)②中，煮沸的目的是____。

（2）KMnO4滴定時(shí)，將VO2+氧化為五價(jià)的VO2+，該反應(yīng)的離子方程式為____。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定該多釩酸銨晶體的化學(xué)式。____

Answer 1

【答案】除去溶液中剩余的H2SO3（或SO2） 5VO2+ + MnO4- + H2O = 5VO2+ + Mn2+ + 2H+ (NH4)4H2V10O28·10H2O

【解析】

應(yīng)用反應(yīng)中的關(guān)系式計(jì)算NH4+、V10O286-的物質(zhì)的量，再由兩者的物質(zhì)的量之比求出化學(xué)式中的x。

(1)實(shí)驗(yàn)②中H2SO4過量，3 g NaHSO3完全轉(zhuǎn)化為H2SO3或SO2。五價(jià)釩V10O286-完全還原后剩余的H2SO3或SO2也能與KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)。可見，煮沸的目的是除去溶液中剩余的H2SO3（或SO2）。

(2)實(shí)驗(yàn)②中反應(yīng)在酸性溶液中進(jìn)行，VO2+被氧化為五價(jià)的VO2+，MnO4- 被還原為 Mn2+ 。酸性溶液中可生成或消耗H+。由此可寫出離子方程式5VO2+ + MnO4- + H2O = 5VO2+ + Mn2+ + 2H+ 。

(3)0.9291 g樣品中的NH4+與吸收NH3的HCl的關(guān)系：NH4+ ~ NH3 ~ HCl。n(NH4+)=n(HCl)=50.00×10-3L ×0.1000 mol·L-1—20.00×10-3L×0.1000 mol·L-1 =3.000×10-3mol 。

0.9291 g樣品中的V10O286-與KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的關(guān)系：V10O286-~ 10VO2+ ~ 2MnO4- 。 n(V10O286-)=n(MnO4- )=×25.00×10-3L×0.06000 mol·L-1 =7.500×10-4mol 。

據(jù)多釩酸銨晶體的化學(xué)式(NH4)xH6-xV10O28·10H2O，有n(NH4+)∶n(V10O286-)=x∶1，代入數(shù)據(jù)得x=4。該多釩酸銨晶體的化學(xué)式為(NH4)4H2V10O28·10H2O。