《2025年高考总复习首选用卷化学》

8.（2023·黑龙江哈尔滨第三中学高三二模）在钢中加入一定量的钒，就能使钢的硬度、耐腐蚀性大增。工业上以富钒炉渣（主要成分为$V_2O_5$、$Fe_2O_3$和$SiO_2$等）为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图：

查阅资料：偏钒酸铵（$NH_4VO_3$）溶于热水和稀氨水，微溶于冷水，不溶于乙醇。钒的化合物的颜色五光十色，常被制成鲜艳的颜料。如：$VO_2^{+}$溶液为黄色，$VO^{2 + }$溶液为蓝色，而五氧化二钒则是红色的。
（1）在第一步操作焙烧过程中$V_2O_5$转化为可溶性$NaVO_3$，该反应的化学方程式为 。
（2）以上流程中应用过滤操作的有 （填序号），在③操作后，为使钒元素的沉降率达到$98\%$，要加入较多的$NH_4Cl$，从平衡角度分析原因： 。
（3）产品纯度测定：将$m\ g$产品溶于足量稀硫酸配成$100\ mL$（$VO_2$）$SO_4$溶液。取$20.00\ mL$该溶液于锥形瓶中，用$a\ mol\cdot L^{-1}\ H_2C_2O_4$标准溶液进行滴定，经过三次滴定，达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为$20.00\ mL$。
①完成滴定过程的离子方程式： $VO_2^{+}+$ $H_2C_2O_4 +$ $\xlongequal{}$ $VO^{2 + }+$ $CO_2\uparrow +$ 。
②该滴定实验不需要另外加入指示剂，达到滴定终点时的实验操作和现象是 。
③产品的纯度为 （用质量分数表示）。
（4）钒的晶胞为体心立方结构（如图所示）。

①若原子1，原子3，原子7的坐标分别为$(0,0,0)$，$(1,1,0)$，$(1,1,1)$；则原子8，原子9的坐标分别为 ， 。
②若晶胞边长为$308\ pm$，设阿伏加德罗常数的值为$N_A$，则钒晶体的密度为 $g\cdot cm^{-3}$（列出计算式）。

答案： $2V_2O_5 + O_2 + 4NaCl\xlongequal{高温}4NaVO_3 + 2Cl_2$@@③和④@@偏钒酸铵微溶于冷水，存在平衡：$NH_4VO_3(s)\rightleftharpoons NH_4^{+}(aq) + VO_3^{-}(aq)$，铵根离子浓度增大，促进平衡逆向移动，使钒元素沉降率增大@@2@@1@@$2H^{+}$@@2@@$2H_2O$@@当滴入最后半滴标准液后，溶液变为蓝色，且半分钟内不恢复到原来的颜色@@$\frac{1820a}{m}\%$@@$(1,0,1)$@@$(\frac{1}{2},\frac{1}{2},\frac{1}{2})$@@$\frac{51×2}{308^{3}×10^{-30}N_A}$