届高考化学二轮复习常见金属元素学案全国通用1Word文件下载.docx

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回答下列问题：

（一）碳酸钙的制备

（1）步骤①加入氨水的目的是_调节溶液pH使Fe（OH）3沉淀__。

（二）过氧化钙的制备

CaCO3滤液白色结晶

（2）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_酸__性（填“酸”、“碱”或“中”）。

将溶液煮沸，趁热过滤。

将溶液煮沸的作用是_除去溶液中的CO2__。

（3）步骤③中反应的化学方程式为CaCl2＋2NH3·

H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·

8H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3·

H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O　，该反应需要在冰浴下进行，原因是_温度过高时双氧水易分解__。

（4）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_去除结晶表面水分__。

[解析]　

（1）由碳酸钙的制备流程图可以看出，加入盐酸后得到的溶液中含有Ca2＋、Fe2＋或Fe3＋，加入双氧水可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水先中和多余的盐酸，再把Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀经过滤而除去，即可得到比较纯净的氯化钙溶液。

（2）向CaCO3固体中逐滴加入稀盐酸生成CaCl2、H2O和CO2，因为溶液中尚存有少量的固体，所以盐酸不足，溶液中的溶质是CaCl2，因为CaCl2是强酸强碱盐，在水中不能水解，其溶液显中性，但是由于产生的CO2能够部分溶于水生成碳酸，所以溶液显酸性。

将溶液煮沸可以除去溶液中溶解的CO2。

（3）根据题意，反应物是CaCl2、NH3·

H2O和H2O2，生成物中一定有CaO2，根据元素守恒可以判断还有NH4Cl和H2O，据此写出并且配平方程式；

因为反应物中H2O2受热易分解，所以该反应需要在冰浴中进行。

（4）过氧化钙微溶于水，用水洗可以洗去结晶表面的少量杂质，然后用乙醇洗涤结晶表面残留的少量水，利用其挥发性而除去水。

3．（2016·

全国Ⅱ·

28节选）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·

L－1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_防止Fe2＋被氧化__。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　。

[解析]　

（1）Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。

（2）溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

4．判断正误（下列叙述正确的画“√”，错误的画“×

”）

（1）（2017课标全国Ⅱ，10B）乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。

（×

）

（2）（2017课标全国Ⅱ，13B）将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明CO2具有氧化性。

（√）

（3）（2015课标全国Ⅱ，10C）钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。

23g钠充分燃烧时转移电子数为NA。

（4）（2015课标全国Ⅱ，13A）将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。

（5）（2016课标全国Ⅲ，7A）Al2（SO4）3和小苏打反应应用于泡沫灭火器灭火。

（6）（2016课标全国Ⅱ，1B）将MgCl2溶液加热蒸干制备无水MgCl2。

（7）（2015课标全国Ⅰ，10C）用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低。

（8）（2015课标全国Ⅱ，13B）浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体。

（9）（2015课标全国Ⅱ，13C）氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀。

[解析]　

（1）乙醇和水分子中都含有—OH，可与金属钠反应，但乙醇分子中羟基氢的活性小于水分子中氢的活性，错误。

（2）金属钠在CO2中燃烧，反应为4Na＋CO22Na2O＋C或2Na＋CO2Na2O2＋C，说明CO2具有氧化性，正确。

（3）23g钠的物质的量为1mol，钠的氧化物中，钠都是＋1价，1mol钠转移的电子数为NA。

（4）稀盐酸先与溶液中的氢氧化钠反应，不会立即产生气泡。

（5）NaHCO3溶液和Al2（SO4）3溶液混合，发生反应：

Al3＋＋3HCO===Al（OH）3↓＋3CO2↑，Al（OH）3覆盖在可燃物表面隔绝空气，CO2能阻止燃烧，因此能用于灭火器灭火。

（6）镁离子水解生成氢氧化镁。

（7）氧化铝的熔点高，保护熔化的液态铝，液态铝不会滴落。

（8）常温下，铝遇到浓硝酸发生钝化，不能产生红棕色气体。

（9）氢氧化铝能溶解于NaOH溶液中，不会产生大量白色沉淀。

R

（课堂）

知能补漏

1．区分8种物质的颜色：

Na2O2是_淡黄色__；

Fe2O3是_红棕色__；

Fe3O4、CuO是

_黑色__；

Mg（OH）2、Al（OH）3是_白色__；

Fe（OH）3是_红褐色__；

Cu（OH）2是_蓝色__。

2．熟记6种物质的俗名或化学式：

CuSO4·

5H2O：

_蓝矾（胆矾）__，

烧碱、火碱、苛性钠：

_NaOH__，

熟石灰、消石灰：

_Ca（OH）2__，

铜绿、孔雀石：

_Cu2（OH）2CO3__，

水玻璃、泡花碱：

_Na2SiO3溶液__，

碱石灰：

CaO与NaOH的混合物。

3．知道十一种物质的重要用途：

钠——制Na2O2、冶炼Ti等金属、钠钾合金原子反应堆导热剂

铁粉——袋装食品中的脱氧剂

生石灰（CaO）——袋装食品中的干燥剂

氧化铁（Fe2O3）——红色涂料、冶炼铁

氧化铝（Al2O3）——耐火材料、冶炼铝

氢氧化铝——中和胃酸

明矾（KAl（SO4）2·

12H2O）——净水剂

氯化铁——印刷电路板回收铜、净水剂

小苏打（NaHCO3）——治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂

纯碱（Na2CO3）——去油污

高铁酸钠（Na2FeO4）——杀菌、消毒、净水

4．辨明5个常见认识误区：

（1）Na2O2不是_碱性__氧化物。

（2）溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有_Fe3＋__，无法证明是否含有_Fe2＋__。

含Fe3＋的溶液中混有Fe2＋，一般可用酸性KMnO4溶液或K3[Fe（CN）6]溶液检验，现象为酸性KMnO4溶液褪色或产生蓝色沉淀；

若该溶液中的阴离子含有Cl－，则容易被酸性KMnO4溶液氧化，不能使用酸性KMnO4溶液检验。

（3）既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al，还可能是_（NH4）2CO3__或_NH4HCO3__等。

（4）Fe与Cl2反应，无论Cl2是否过量，产物均为_FeCl3__。

（5）Na在氧气中燃烧，无论氧气是否足量，产物均为_Na2O2__。

5．掌握3类特殊的反应：

（1）既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al（OH）3、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）、弱酸的铵盐[如（NH4）2CO3]、氨基酸和蛋白质等。

（2）与水接触产生气体的常见物质有Na、K、Na2O2。

（3）与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。

6．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法

（1）除去Mg2＋（或Zn2＋）中混有Fe3＋的方法。

向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg（OH）2[或ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe（OH）3沉淀过滤除去。

（2）除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法。

向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3四种物质中的其中一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，将Fe3＋转化成Fe（OH）3沉淀过滤除去。

（3）除去Mg2＋（或Zn2＋）中混有Fe2＋的方法。

先加氧化剂（如H2O2等）将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按

（1）的方法除去溶液中的Fe3＋。

（4）除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法。

先加氧化剂（如H2O2等）将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按

（2）的方法除去溶液中的Fe3＋。

B

（课后）

潍坊三模）在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　C　）

A．Al2O3AlCl3Al（OH）3

B．NaNa2ONaOH

C．FeCl3FeCl2FeCl3

D．MgCO3MgCl2（aq）Mg

[解析]　A项，AlCl3与过量氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，A错误；

B项，Na和O2加热反应生成Na2O2，B错误；

C项，2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，C正确；

D项，金属镁的冶炼方法是电解熔融的氯化镁，D错误。

2．（2018·

武汉考前模拟）下列关于元素及其化合物的说法不正确的是（　D　）

A．Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应

B．Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同

C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解

D．金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱

[解析]　A项，铁是活泼的金属，在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应，A正确；

B项，Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同，铝是还原剂，氯气是氧化剂也是还原剂，B正确；

C项，在酸性溶液中硝酸根具有强氧化性，能氧化金属铜，C正确；

D项，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，D错误。

3．（新题预测）已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是（　D　）

M＋NQQ溶液M＋N

A．NaB．Al

C．FeD．Cu

[解析]　Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；

电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系是Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2Cu＋Cl2。

4．（2018·

深圳一模节选）小组同学称取13.8gMgCO3·

nH2O进行热重分析，并绘制剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示，则n＝_3__。

温度为T1时发生反应的化学方程式MgCO3·

3H2OMgCO3·

H2O＋2H2O↑　；

温度为T2时所得固体为_MgCO3__。

[解析]　由图象可知，该晶体分解过程先逐步失去结晶水，当结晶水全部失去后，碳酸镁分解成氧化镁和二氧化碳，最终氧化镁质量为4.0g。

MgCO3·

nH2OMgO＋CO2↑＋nH2O

84＋18n40

13.8g4.0g

＝，解得n＝3。

固体减少的质量即为水的质量，T1时质量减少3.6g，T2

时质量又减少1.8g，可求得T1时所得固体为MgCO3·

H2O，反应的化学方程式为MgCO3·

H2O＋2H2O↑，T2时所得固体为MgCO3。

考点二　以金属为背景的化工流程

1．（2017·

全国Ⅱ节选）水泥是重要的建筑材料。

水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。

实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是_将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋__，还可使用_H2O2__代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_SiO2或H2SiO3__，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O或（H2SiO3＋4HF＝SiF4↑＋3H2O）　。

（3）加氨水过程中加热的目的是_防止胶体生成，易沉淀分离__。

沉淀B的主要成分为_Al（OH）3__、_Fe（OH）3__

（填化学式）。

[解析]　本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、物质分离提纯等知识的应用。

（1）水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。

（2）根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2（或H2SiO3），SiO2（或H2SiO3）能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。

（3）加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al（OH）3和Fe（OH）3。

2．（2015·

全国Ⅰ·

36）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

（1）步骤①中得到的氧化产物是_CuSO4或Cu2＋__。

溶解温度应控制在60～70℃，原因是_温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解__。

（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋　。

（3）步骤⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_硫酸__（写名称）。

（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是_醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化__。

（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。

工业上常用的固液分离设备有_BD__（填字母）。

A．分馏塔B．离心机

C．反应釜D．框式压滤机

（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol·

L－1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O被还原为Cr3＋。

样品中CuCl的质量分数为_0.597ab/m×

100%__。

[解析]　

（1）海绵铜的主要成分是Cu与CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu被氧化为铜离子；

由后面的流程可回收硫酸铵，可知溶液中的硫酸根离子未被还原，所以得到的氧化产物为CuSO4，而不是硝酸铜；

（2）步骤③反应后过滤，说明步骤③反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤③发生的离子反应为2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋；

（3）根据步骤③发生的离子反应可知，CuCl不溶于硫酸，所以酸洗所需要的酸应是硫酸；

（4）CuCl难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化；

（5）用于分离固体和液体的设备与实验室中过滤的原理是相似的。

A．分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；

B．离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确；

C．反应釜为发生反应的设备，错误；

D．框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；

（6）根据题意，CuCl与K2Cr2O7发生氧化还原反应，K2Cr2O7被还原为Cr3＋，则amol/LbmLK2Cr2O7溶液发生反应时，转移电子的物质的量是ab×

10－3×

2×

3mol＝6ab×

10－3mol，＋1价Cu会被氧化为Cu2＋，根据得失电子守恒，则CuCl的物质的量是6ab×

10－3mol，则样品中CuCl的质量分数是（6ab×

10－3mol×

99.5g/mol）/mg×

100%＝0.597ab/m×

100%。

3．（2018·

全国Ⅱ卷·

26）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。

一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0（Mn＋）＝0.1mol·

L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子

Fe3＋

Fe2＋

Zn2＋

Cd2＋

开始沉淀的pH

1.5

6.3

6.2

7.4

沉淀完全的pH

2.8

8.3

8.2

9.4

（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS＋O2ZnO＋SO2　。

（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_PbSO4__；

氧化除杂工序中ZnO的作用是_调节溶液的pH__，若不通入氧气，其后果是_无法除去杂质Fe2＋__。

（3）溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋　。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn　；

沉积锌后的电解液可返回_溶浸__工序继续使用。

[解析]　

（1）闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS＋O2焙烧,ZnO＋SO2。

（2）闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：

ZnO＋H2SO4,ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4,Fe2（SO4）3＋3H2O、CdO＋H2SO4,CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4,PbSO4＋H2O。

其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。

氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全转变为Fe（OH）3沉淀；

通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2＋。

（3）溶液中的Cd2＋与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋,Zn2＋＋Cd。

（4）电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2＋和H＋。

因为溶液中的Zn2＋浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn2＋＋2e－,Zn，阳极放电的是OH－，电极反应式是4OH－－4e－,2H2O＋O2↑。

沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。

“三抓法”解流程题

1．抓箭头：

主线主产品；

支线副产品；

回头循环品。

2．抓设问：

矿样的预处理方法：

（1）粉碎及目的：

①增大接触面积；

②增大反应速率；

③增大反应物转化率。

（2）煅烧及目的：

①除去有机物杂质或者碳的杂质。

②使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化。

（3）酸溶：

与酸反应；

碱溶：

与碱反应；

水溶：

溶解于水或者与水反应（一般在无机化工流程中，又叫酸浸、碱浸、水浸）。

3．抓信息：

（1）酸碱性的控制。

①据题意提供的反应条件作答；

②从抑制水解、促进水解的角度作答；

③从题目提供的其他反应物引起的不利副反应角度作答。

（2）温度的控制。

①据题意提供的反应条件，一些反应物或生成物的熔沸点联系反应原理作答（如控制某些物质为固态、液态，另一些物质为液态）；

②据题目提供的信息，某些物质在某一个温度易分解；

③从抑制或促进水解的角度作答；

④从某些反应物或生成物在某个温度下会发生不利于生产流程的副反应角度作答；

⑤从运用化学反应速率、化学平衡的理论控制适宜化工生产条件角度作答。

山东聊城二模）A、B、C是所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。

若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为（　A　）

A．Fe、Cl2、CuB．Fe、Cl2、H2

C．Cu、Cl2、FeD．Fe、Cl2、Mg

[解析]　B单质水溶液呈酸性，温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。

广东重点中学第二次联考）氯化铜已被广泛用于生产颜料、木材防腐剂等化工产品。

某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl2·

2H2O）。

试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的（　B　）

①NaOH　②NH3·

H2O　③CuO　④Cu2（OH）2CO3

⑤CuSO4

A．①②B．③④

C．①②③④D．①②③④⑤

[解析]　溶液1中含有CuCl2和FeCl3，除去CuCl2溶液中的FeCl3时不能加入NaOH和NH3·

H2O，原因是二者均可与Cu2＋反应生成沉淀；

溶液1中加入CuO、Cu2（OH）2CO3可消耗H＋，使FeCl3的水解平衡向正反应方向移动，生成的Fe（OH）3沉淀经过滤除去，且未引入新的杂质。

衡水中学三模）随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。

为回收利用含钒催化剂（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，收率达91.7%以上。

部分含钒物质在水中的溶解性如表所示：

物质

VOSO4

V2O5

NH4VO3

（VO2）2SO4

溶解性

可溶

难溶

易溶

该工艺的主要流程如下：

请回答下列问题：

（1）请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式V2O5＋SO＋4H＋===2VO2＋＋SO＋2H2O　。

（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图）。

其中a、c两步的化学方程式可表示为SO2＋V2O5SO3＋V2O4　，4VOSO4＋O22V2O5＋4SO3　。

（3）经过热重分析测得：

NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如图所示。

则NH4VO3在分解过程中_B__。

A．先分解失