Question

【題目】Ⅰ．中國傳統文化是人類文明的瑰寶，古代文獻中記載了大量古代化學的研究成果。回答下面問題：

（1）我國最原始的陶瓷約出現在距今12000年前，制作瓷器所用的原料是高嶺士，其晶體化學式是Al4[Si4O10](OH)8，用氧化物表示其組成為______________。

（2）《本草綱目》中記載：“（火藥）乃焰消( KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以為烽燧銃機諸藥者。”反應原理為：S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑，該反應的氧化劑是____ ，反應轉移4mol電子時，被S氧化的C有____mol。

（3）我國古代中藥學著作《新修本草》記載的藥物有844種，其中有關“青礬”的描述為：“本來綠色，新出窟未見風者，正如瑁璃…燒之赤色…。”我國早期科技叢書《物理小適-金石類》 記載有加熱青礬時的景象：“青礬廠氣熏人，衣服當之易爛，載木不盛。”青礬就是綠礬( FeSO4·7H2O)。根據以上信息，寫出“青礬”受熱分解的化學方程式_________________。

Ⅱ．“鋼是虎，釩是翼，鋼含釩猶如虎添翼”，釩是“現代工業的味精”。釩對稀酸是穩定的，但室溫下能溶解于濃硝酸中生成VO2+。

（4）請寫出金屬釩與濃硝酸反應的離子方程式：_______________________________。

（5）V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽(陰離子為VO43-)，溶于強酸生成含釩氧離子(VO2+)的鹽。請寫出V2O5分別與燒堿溶液和稀硫酸反應生成的鹽的化學式：_____________、 _____________。

Answer 1

【答案】Al2O3·2SiO2·2H2O S，KNO3 1/6或0.17或0.167 2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O V＋6H＋＋5NO3-===VO2+＋5NO2 ↑＋3H2O Na3VO4 (VO2)2SO4

【解析】

（1）根據化學式改寫成相應的氧化物得形式，按照活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·SiO2·H2O得順序來書寫，并要遵守原子守恒來分析解答；

（2）根據得電子數等于失電子數來分析；

（3）根據電子得失守恒和元素守恒求解；

（4）根據電子得失守恒和元素守恒寫出方程式；

（5）V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的金屬陽離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，由此書鹽的化學式，而溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以陽離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學式為：（VO2）2SO4；

（1）鋁的氧化物為Al2O3，硅的氧化物為SiO2，氫的氧化物為H2O，則根據活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物SiO2H2O得順序可知Al4Si4O10（OH）8可改成：2Al2O34SiO24H2O，故答案為：2Al2O34SiO24H2O；

（2）反應S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2↑中，S元素化合價由0價降低到-2價，則S為氧化劑，KNO3中的N元素化合價由+5價降低到0價，則KNO3為氧化劑，C元素化合價由0價升高到+4價，則C為還原劑，還原劑對應的氧化產物為CO2，氧化劑對應的還原產物為K2S、N2，反應轉移4mol電子時，有1molC被氧化，有molS反應得到mol電子，被S氧化的C為=mol，故答案為：S、KNO3；；

（3）根據電子得失守恒和元素守恒可知，煅燒FeSO47H2O制氧化鐵的化學方程式為2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O，故答案為：2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O；

（4）釩室溫下能溶解于濃硝酸中生成VO，故金屬釩與濃硝酸反應：V＋6H＋＋5NO3-===VO2+＋5NO2↑＋3H2O；

(5)V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的金屬陽離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，所以鹽的化學式為Na3VO4，而溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以陽離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學式為：（VO2）2SO4；V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－）即：V2O5與強堿反應生成Na3VO4，V2O5與強酸反應生成(VO2)2SO4。