为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺．己知：V可形成VO2+、VO2+、VO3-等多种离子；部分含钒物质在水中的溶解性如下表

Question

为回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺．己知：V可形成VO²⁺、VO₂⁺、VO₃^-等多种离子；部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

该工艺的主要流程如下：

请回答下列问题：
（1）工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，其反应的化学方程式为

3V₂O₅+10Al(高温.)/()6V+5Al₂O₃

3V₂O₅+10Al(高温.)/()6V+5Al₂O₃

．
（2）反应①的目的是______．
（3）若用NaOH溶液调节pH，则转化②的离子方程式为______．
（4）实验室中实现反应③所需主要仪器除三脚架、泥三角、酒精灯外，必不可少的是______．
（5）V₂O₅为硫酸工业接触室中的重要催化剂，其催化反应为2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H＜0，在容积为2.0L的密闭容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，一定条件下达到平衡，SO₃的体积分数为(6)/(7)．
①该条件下反应2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）的平衡常数为______；
②下列措施能使(n(SO3))/(n(SO2))增大的是______．
A．升高温度
B．保持温度和容积不变，再充入2mol He
C．保持温度和容积不变，再充入2mol SO₂和1mol O₂
D．不用V₂O₅作催化剂，改用其它更高效催化剂．

Answer 1

（1）铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，反应方程式为3V₂O₅+10Al (高温.)/()6V+5Al₂O₃，故答案为：3V₂O₅+10Al (高温.)/()6V+5Al₂O₃；
（2）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V₂O₅，将V₂O₅ 转化为可溶性的VOSO₄，便于提纯，故答案为：将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄；
（3）若用NaOH溶液调节pH，氢氧化钠会和VO₂⁺之间反应，离子方程式为：VO₂⁺+2OH^-=VO₃^-+H₂O，故答案为：VO₂⁺+2OH^-=VO₃^-+H₂O；
（4）实验室中实现反应③焙烧所需主要仪器：三脚架、泥三角、酒精灯，坩埚，故答案为：坩埚；
（5）①设二氧化硫的变化量是x，
         2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）
初始浓度：1        0.5       0
变化浓度：x        0.5x      x
平衡浓度：1-x      0.5（1-x） x
达到平衡时SO₃的体积分数为(6)/(7)，所以(x)/(1−x+0.5(1−x)+x)=(6)/(7)，解得x=0.9mol/L
所以平衡常数K=(c(SO3)2)/(c(SO2)2•c(O2))=1620L/mol，故答案为：1620；
②A．化学平衡2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H＜0，升高温度，逆向进行，所以三氧化硫的物质的量减小，二氧化硫的物质的量增加，所以比值减小，故A错误；
B．保持温度和容积不变，再充入2molHe，各组分的浓度不变，平衡不移动，所以比值不变，故B错误；
C．保持温度和容积不变，再充入2molSO₂和1molO₂，相当于增加压强，所以平衡正向移动，三氧化硫的物质的量增加，二氧化硫的物质的量减小，所以比值增大，故C正确；
D．不用V₂O₅作催化剂，改用其它更高效催化剂，也不会引起平衡的移动，所以比值不变，故D错误．
故选C．