Question

接触法制硫酸采用V₂O₅作催化剂，使用过的催化剂中含V₂O₅、VOSO₄和SiO₂，其中VOSO₄能溶于水，从使用过的V₂O₅催化剂中回收V₂O₅的主要步骤是：向使用过的催化剂中加硫酸和Na₂SO₃浸取还原，过滤得VOSO₄溶液；向滤液中加入KClO₃氧化，再加入氨水生成沉淀；将沉淀焙烧处理后得V₂O₅．

（1）V₂O₅被浸取还原的反应产物之一是VOSO₄，该反应的化学方程式为________________________；

（2）若生产过程使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加__________的用量．氨气常用______________检验，现象是__________________；

（3）若取加入氨水后生成的沉淀(其摩尔质量为598g•mol^-1，且仅含有四种元素)59.8g充分焙烧，得到固体残留物54.6g，同时将产生的气体通过足量碱石灰，气体减少了1.8g，剩余的气体再通入稀硫酸则被完全吸收．通过计算确定沉淀的化学式(写出计算过程)。

Answer

（1）Na2SO3+V2O5+2H2SO4═2VOSO4+Na2SO4+2H2O

（2）NH3•H2O 红色的石蕊试纸；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（3）V6N2H8O16

【解析】

试题分析：（1）浸取还原过程的产物之一是VOSO4，V化合价为+4，据是还原过程可得原反应物是更高价的V，即为V2O5，反应的化学方程式为：Na2SO3+V2O5+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O；（2）反萃取使用的硫酸用量过大，就需要用氨水中和，则会增加氨水的用量；氨水能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则通常用红色的石蕊试纸检验氨气；（3）59.8g沉淀的物质的量为：=0.1mol；取沉淀59.8g充分焙烧，得固体残留物54.6g，该残留物为V2O5，其物质的量为：n(V2O5)==0.3mol；所得气体通过碱石灰，减少的1.8g为水，水的物质的量为：n(H2O)==0.1mol，剩余气体能被稀硫酸完全吸收，硫酸稀释的为氨气，氨气的物质的量为：n(NH3)==0.2mol，n(H)=2n(H2O)+3n(NH3)=0.8 mol、n(O)=n(H2O)+5n(V2O5)=1.6 mol，该沉淀的化学式中含有V、N、H、O的数目分别为：N(V)==6、N(N)==2、N(H)==8、N(O)==16，

所以该沉淀的化学式为：V6N2H8O16。

考点：考查工业制硫酸的原理及化学方程式的计算，明确工业制硫酸的原理为解答关键。