【題目】鈦(T)因具有硬度大、熔點(diǎn)高、耐酸腐蝕等優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用于航空、電子等領(lǐng)域,由鈦鐵礦(主要成分是鈦酸亞鐵FeTiO3)提取金屬鈦并獲得副產(chǎn)品FeSO4·7H2O的工藝流程如下:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是 TiOSO4。常溫下,該物質(zhì)易溶于酸性溶液,在pH=5.0時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)化為鈦酸沉淀,則物質(zhì)A是___________(填化學(xué)式,下同),B是___________;步驟Ⅳ生成TiO(OH)2(H2TiO3)的離子方程式是______________________。
(2)已知FeSO4·7H2O和TiOSO4的溶解度曲線如圖所示,則步驟Ⅲ采用的操作是___________。
(3)工業(yè)上可通過(guò)下列反應(yīng)由TiO2制備金屬Ti:
TiO2+2C+2Cl2TiCi4+2CO
TiCl4+2MgTi+2MgCl2
已知:常溫下TiCl4是一種極易水解的無(wú)色液體,沸點(diǎn)為136.4℃。
①?gòu)南铝泄┻x用的裝置中選擇合適的裝置制備TiCl4,按氣流方向連接起來(lái):A→___________→___________→___________→___________→C→___________。
②下列儀器中盛放的藥品分別是B___________,G___________。
(4)一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。稱取TiO2樣品0.60g,消耗0.20mol/L的NH4Fe(SO4)2溶液36.75mL,則樣品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________。
【答案】Fe H2O TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+ 降溫、結(jié)晶、過(guò)濾 E B F D G 濃H2SO4 NaOH溶液 98%
【解析】
鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,加入鐵屑,可防止Fe2+氧化,所以物質(zhì)A為Fe,溶液X中含有FeSO4和TiOSO4,經(jīng)過(guò)分離得硫酸亞鐵晶體和溶液Y,溶液Y主要含有TiOSO4,加入水,加熱可水解生成H2TiO3,所以物質(zhì)B為H2O,經(jīng)煅燒可生成TiO2,用氯氣、碳反應(yīng)可生成TiCl4,高溫條件下與鎂反應(yīng)可生成Ti,以此解答該題。
鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,加入鐵屑,可防止Fe2+氧化,所以物質(zhì)A為Fe,溶液X中含有FeSO4和TiOSO4,經(jīng)過(guò)分離得硫酸亞鐵晶體和溶液Y,溶液Y主要含有TiOSO4,加入水,加熱可水解生成H2TiO3,所以物質(zhì)B為H2O,經(jīng)煅燒可生成TiO2,用氯氣、碳反應(yīng)可生成TiCl4,高溫條件下與鎂反應(yīng)可生成Ti,
(1)根據(jù)上面的分析可知,A為Fe,B為H2O,TiOSO4中加入水,加熱可水解生成H2TiO3,反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+;
(2)根據(jù)FeSO47H2O的溶解度曲線可知,硫酸亞鐵的溶解度隨溫度的升高而增大,所以從溶液中分離出FeSO47H2O,可以通過(guò)降溫、結(jié)晶、過(guò)濾的方法獲得;
(3)根據(jù)由TiO2制備金屬Ti的原理可知,先用濃鹽酸與二氧化錳制得氯氣,制得的氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì),可以通過(guò)飽和食鹽水和濃硫酸除去,再在管式電爐中生成四氯化鈦,反應(yīng)中有未反應(yīng)的氯氣,會(huì)污染空氣,所以尾氣要用氫氧化鈉溶液吸收,為防止尾氣吸收裝置中的水分揮發(fā)到收集四氯化鈦的容器中,在收集裝置和尾氣處理裝置之間要加一個(gè)干燥裝置,所以①裝置按氣流方向連接起來(lái)的順序?yàn)?/span>A、E、B、F、D、C、G,②根據(jù)上面的分析可知,B中裝濃H2SO4,G中裝NaOH溶液,故答案為:①E、B、F、D、G;②濃H2SO4;NaOH溶液;
(4)根據(jù)電子得失守恒可知,將TiO2溶解并還原為Ti3+,Ti3+與NH4Fe(SO4)2溶液反應(yīng)時(shí)有關(guān)系式TiO2~Ti3+~NH4Fe(SO4)2,消耗0.20mol/L的NH4Fe(SO4)2溶液36.75mL,即NH4Fe(SO4)2的物質(zhì)的量為36.75×10-3L×0.20mol/L=7.35×10-3mol,則TiO2的物質(zhì)的量為=7.35×10-3mol,所以樣品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%=98%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4、H2S、NH3均為氣體,分別有①11.2L H2S②16g CH4③1.204×1024個(gè)NH3分子,下列物理量大小比較正確的是( )
A. 體積:②>③>①
B. 密度:③>②>①
C. 質(zhì)量:③>②>①
D. 原子總數(shù):③>②>①
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))。B、C中均加有10mL 1mol/L的NaBr溶液。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾,打開(kāi)活塞a,滴加濃鹽酸。
Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾。
Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時(shí),關(guān)閉活塞a。
Ⅳ.打開(kāi)活塞b,將少量液體放入D中,取下試管并振蕩。
(1)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________。
(2)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________。
(3)過(guò)程Ⅳ中出現(xiàn)的現(xiàn)象是________,由此可證明氧化性較強(qiáng)的是________(填“Br2”或“I2”)。
(4)設(shè)計(jì)過(guò)程Ⅲ的目的是__________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種具有高能量比的新型干電池示意圖如圖所示,石墨電極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-。該裝置工作時(shí),下列敘述正確的是
A. Al電極區(qū)的電極反應(yīng)式:A1-3e-+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+
B. 石墨電極上的電勢(shì)比Al電極上的低
C. 每消耗27gAl,有3mol電子通過(guò)溶液轉(zhuǎn)移到石墨電極上
D. 若采用食鹽水+NaOH溶液作電解質(zhì)溶液,電極反應(yīng)式相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將固體NH4HS置于密閉容器中,在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng):NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g), H2S(g)H2(g)+S(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C(H2)=0.5 mol/L,C(H2S)=4.0 mol/L,則第一步的平衡常數(shù)為
A. 16 (mol/L)2 B. 18 (mol/L)2
C. 20.25 (mol/L)2 D. 22 (mol/L)2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知;(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ·mol﹣1,下列說(shuō)法中正確的是
A. 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此一定不能自發(fā)進(jìn)行
B. 該反應(yīng)熵增,所以一定可以自發(fā)進(jìn)行
C. 該反應(yīng)中ΔS>0、所以高溫可以自發(fā)進(jìn)行
D. 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鐵、銅混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol·L-1FeCl3溶液中,充分反應(yīng)后,剩余固體質(zhì)量為2.8g。已知先發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2、后發(fā)生 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。求:
(1)原固體混合物中銅的質(zhì)量是___________g。
(2)反應(yīng)后溶液中n(Fe2+)+ n(Cu2+)___________mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知鈉、氯及其化合物間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,
請(qǐng)按要求填空:
(1)實(shí)驗(yàn)室中金屬鈉通常保存在_______中,一小塊金屬鈉投入水中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。
(2)Na2O2常用于呼吸面具中,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________,_________________________________。
(3)新制的氯水滴入紫色石蕊試液中,觀察到的現(xiàn)象是___________________________。
請(qǐng)寫出氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________。
(4)工業(yè)上用氯氣和石灰乳反應(yīng)制漂白粉,其化學(xué)方程式為_____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知熱化學(xué)方程式SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) △H=-98.32kJ·mol-1,在容器中充入2mol SO2和1mol O2充分反應(yīng),最終放出的熱量
A. 等于196.64kJ B. 等于196.64kJ·mol-1
C. 小于196.64kJ D. 大于196.64kJ
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