压轴套题增分练11金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示：已知：步骤、中的变化过程可简化为：Rn(水层)nHA(有机层)RAn(有机层)nH(水层)(式中Rn表示VO2或Fe3，HA表示有机萃取剂)。回答下列问题：(1)步骤酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为_。(2)萃取时应加入适量碱的作用是_。(3)步骤中反应的离子方程式为_。(4)步骤加入氨水调节溶液pH2，钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀，则此时溶液中c(Fe3)_mol/L(按25 计算，25 时KspFe(OH)32.61039)。所得NH4VO3为离子化合物，NH的电子式为_。(5)V2O5是两性氧化物，在强酸性溶液中以VO形式存在，VO具有强氧化性，能将I氧化为I2，本身被还原为VO，则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为_。(6)为提高钒的回收率，步骤和需多次进行，假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2)a mol/L，步骤和每进行一次，VO2萃取率为80%，4次操作后，“强酸性浸出液中”c(VO2)_mol/L(萃取率100%)。答案(1)V2O5K2SO32H2SO4=K2SO42VOSO42H2O(2)加入碱中和产生的酸，使平衡向RAn移动，提高钒的萃取率(3)ClO6VO23H2O=6VOCl6H(4)2.6103(5)V2O56H4I=2VO2I23H2O(6)1.6a103解析(1)根据图示，SiO2不溶于硫酸，铁离子的化合价没有改变，所以亚硫酸根离子应该被V2O5氧化，而V2O5被还原为VO2，化学方程式为V2O5K2SO32H2SO4=K2SO42VOSO42H2O。(2)根据已知：步骤、中的变化过程可简化为：Rn(水层)nHA(有机层)RAn(有机层)nH(水层)(式中Rn表示VO2或Fe3，HA表示有机萃取剂)，可以看出加入适量的碱，是为了与上述反应生成的氢离子反应，使反应正向移动，提高RAn的生产率，增加萃取量。(3)根据图示可以看出步骤中VO2被氧化为VO，ClO被还原为Cl，所以离子方程式为ClO6VO23H2O=6VOCl6H。(4)当pH2时，c(OH)1.01012 mol/L，此时c(Fe3)c(OH)32.61039，所以c(Fe3)”“”或“”)KB。投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为_。(3)用惰性电极电解碱性尿素CO(NH2)2溶液可以制得氢气，装置如图2，隔膜仅阻止气体通过，阳极电极反应式为_。答案(1)LiLi3N(s)2H2(g)=LiNH2(s)2LiH(s)H209.5 kJmol1(2) kPaM2M3(3)CO(NH2)28OH6e=CON26H2O解析(1)LiNH2为离子化合物，电子式为Li。依据盖斯定律，将题中已知的两个热化学方程式相加得Li3N(s)2H2(g)=LiNH2(s)2LiH(s)H209.5 kJmol1。(2)用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数，平衡常数与温度有关，与投料比无关，现以投料比为M1进行计算，540 下乙苯的平衡转化率为70%，设起始乙苯的物质的量为1 mol，则有起始量(mol)10 0转化量(mol)0.7 0.7 0.7平衡量(mol)0.3 0.7 0.7540 下该反应的平衡常数K kPa。分析图1可知，随温度升高，乙苯的平衡转化率增大，说明升温可使平衡正向移动，正反应为吸热反应，B点对应温度高于A点，故平衡常数：KAM2M3。(3)由图2可知，CO(NH2)2在阳极上失电子生成N2，碳元素价态未变化，OH参与反应，故还有碳酸钾与水生成，阳极的电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2O。4化学选修3：物质结构与性质X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子；X、Z中未成对电子数均为2；U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子。请回答下列问题：(1)X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是_(用元素符号表示，下同)。(2)写出W的价电子排布式_，W同周期的元素中，与W最外层电子数相等的元素还有_。(3)根据等电子体原理，可知化合物XZ的结构式是_，YZ的VSEPR模型是_。(4)X、Y、Z的最简单氢化物的键角从大到小的顺序是_(用化学式表示)，原因是_。(5)由元素Y与U组成的化合物A，晶胞结构如图所示(黑球表示Y原子，白球表示U原子)，请写出化合物A的化学式：_，该物质硬度大，推测该物质为_晶体。其中Y原子的杂化方式是_。(6)U的晶体属于立方晶系，其晶胞边长为405 pm，密度是2.70 gcm3，通过计算确定其晶胞的类型为_(填“简单立方堆积”“体心立方堆积”或“面心立方最密堆积”，已知：40536.64107)。答案(1)NOC(2)3d104s1K、Cr(3)CO平面三角形(4)CH4NH3H2OCH4、NH3、H2O的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为四面体，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小(5)AlN原子sp3(6)面心立方最密堆积解析(1)C、N、O同周期，同周期主族元素从左到右第一电离能逐渐增大，但由于N的2p轨道半充满，为稳定结构，第一电离能：NO，故第一电离能：NOC。(5)由题图可知，该晶胞中含有Al原子的个数为864，含有N原子的个数为4，故化合物A的化学式为AlN。