【題目】四氯化鈦(TiCl4)是制取航空材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3,不溶于水)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如圖:
回答下列問題:
(1)“酸浸”時需要將鈦鐵礦粉碎,其目的是____。
(2)浸出液呈強酸性,含有TiO2+、Fe2+及少量Fe3+、Al3+等離子,則生成TiO2+的離子方程式是__。
(3)“反應”時需加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應發(fā)生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(無色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無色)+Fe2++2H+
加入鐵屑的作用是____。
(4)通過控制條件,可以使過程①中生成的TiO2·nH2O形成一種液態(tài)分散系,用一束光照射該分散系能夠產(chǎn)生丁達爾效應,則分散質(zhì)顆粒直徑的范圍是____。
(5)過程①制得的固體TiO2·nH2O需用過量酸清洗以除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì),檢驗Fe(OH)3雜質(zhì)除凈的實驗方法是____。
(6)過程③生成的廢氣中含有CO,則TiO2和焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應的化學方程式是___。
(7)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學理念,該工藝流程中存在的不足之處是____(只要求寫出一項)。
(8)依據(jù)表中信息,可采用___方法精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4。
TiCl4 | SiCl4 | |
熔點/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸點/℃ | 136.4 | 57.6 |
【答案】增大接觸面積,加快反應速率 FeTiO3+4H+=TiO2++Fe2++2H2O 將Fe3+還原為Fe2+ 10-9~10-7m 用試管取少量最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若溶液未變?yōu)檠t色,則說明Fe(OH)3雜質(zhì)已除凈 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 過程③中產(chǎn)生的CO和殘留的Cl2有毒,污染空氣 蒸餾
【解析】
(1)將鈦鐵礦粉碎,可以增大固體反應物的接觸面積,加快反應速率;
故答案為:增大接觸面積,加快反應速率;
(2)根據(jù)已知信息,確定部分反應物FeTiO3和生成物TiO2+、Fe2+,再結(jié)合元素守恒,電荷守恒配平生成TiO2+的離子方程式為FeTiO3+4H+=TiO2++Fe2++2H2O;
故答案為:FeTiO3+4H+=TiO2++Fe2++2H2O;
(3)根據(jù)題意:浸出液中含有少量Fe3+,而浸出液加入鐵粉后濃縮、結(jié)晶得到FeCl2晶體,因此加入鐵粉的目的是將Fe3+還原為Fe2+,加入鐵屑至浸出液顯紫色,說明Fe3+已完全被還原為Fe2+;
故答案為:將Fe3+還原為Fe2+;
(4)能夠產(chǎn)生丁達爾效應的分散系為膠體,則分散質(zhì)顆粒直徑的范圍是10-9~10-7m;
故答案為:10-9~10-7m;
(5)過量酸將Fe(OH)3中和為Fe3+,用試管取少量最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若溶液未變?yōu)檠t色,則說明Fe(OH)3雜質(zhì)已除凈;
故答案為:用試管取少量最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若溶液未變?yōu)檠t色,則說明Fe(OH)3雜質(zhì)已除凈;
(6)過程③反應物為TiO2、氯氣、焦炭,生成的廢氣中含有CO,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒寫出方程式,則TiO2和焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應的化學方程式是TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
故答案為:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(7)依據(jù)綠色化學理念,該工藝流程中存在的不足之處是過程③中產(chǎn)生的CO和殘留的Cl2有毒,污染空氣;
故答案為:過程③中產(chǎn)生的CO和殘留的Cl2有毒,污染空氣;
(8)SiCl4、TiCl4為液態(tài)混合物,沸點相差較大,因此可用蒸餾的方法提純TiCl4;
故答案為:蒸餾。
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【題目】設阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下列說法正確的是( )
A.36.5gHCl中H+數(shù)目為NA
B.標準狀況下,22.4L氨水中含有NA個NH3分子
C.常溫常壓下,1.6gO2和O3的混合氣體中含有氧原子數(shù)為0.1 NA
D.0.1 mol·L—1NaCl溶液中陰離子總數(shù)為0.1 NA
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【題目】在1×105Pa和298K時,將1mol氣態(tài)AB分子分離成氣態(tài)A原子和B原子所需要的能量稱為鍵能(kJ·mol-1)。下面是一些共價鍵的鍵能:(已知氨分子中有三個等價的氮氫共價鍵)
共價鍵 | H2分子 | N2分子 | NH3分子 |
鍵能(kJ·mol-1) | 436 | 945 | 391 |
(1)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷工業(yè)合成氨的反應是__(填“吸熱”或“放熱”)反應;
(2)在298K時,取1molN2和3molH2放入一密閉容器中,在催化劑存在下進行反應,理論上生成2molNH3時放出或吸收的熱量為Q,則Q為___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱可制備氮氣。利用如下裝置制取氮氣,并用氮氣制備Ca3N2,Ca3N2遇水發(fā)生水解反應。下列說法錯誤的是
A. ①中發(fā)生的化學反應為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
B. ④、⑥中依次盛裝的試劑可以是濃H2SO4、堿石灰
C. ③中盛放的試劑是NaOH 溶液
D. 實驗結(jié)束,取⑤中的少量產(chǎn)物于試管中,加適量蒸餾水,可以使試管口濕潤的紅色石蕊試紙變藍
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【題目】電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。下圖表示一個電解池,其中a為電解質(zhì)溶液, X、Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)X的電極名稱是____________(填寫“陽極”或“陰極”)。
(2)若X、Y都是惰性電極,a是飽和食鹽水,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,一段時間后,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_____________________________,Y極上的電極反應式為____________。
(3)若X、Y都是惰性電極,a是CuSO4溶液,電解一段時間后,陽極上產(chǎn)生氣體的體積為0.224L(標準狀況下),則陰極上析出金屬的質(zhì)量為_________g。
(4)若要用該裝置電解精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則X電極的材料是__________,Y電極的材料是____________。
(5)若要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀,應該選擇的方案是___________。
方案 | X | Y | a溶液 |
A | 銀 | 石墨 | AgNO3 |
B | 銀 | 鐵 | AgNO3 |
C | 鐵 | 銀 | Fe(NO3)3 |
D | 鐵 | 銀 | AgNO3 |
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【題目】氫氣被看做是理想的“綠色能源”。用高壓氫氣、氧氣制作氫氧燃料電池是利用氫能的一種重要方式(裝置如圖所示)。請寫出氫氧燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的電極反應式。正極_____________;負極_______________________。
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【題目】有一種被稱為“軟電池”的紙質(zhì)電池,其總反應為:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列說法正確的是( )
A.該電池中Zn作正極
B.Zn電極上發(fā)生還原反應
C.該電池工作時電流由Zn經(jīng)導線流向MnO2
D.當6.5gZn完全溶解時,流經(jīng)電路的電子個數(shù)約為1.204×l023
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【題目】科學家正在研究建立如圖所示的二氧化碳新循環(huán)體系以解決日益加劇的溫室效應等問題,關系圖中能反映的化學觀點或化學思想有( )
①二氧化碳也是一種重要的資源;
②光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學能;
③燃燒時化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能;
④無機物和有機物可以相互轉(zhuǎn)化;
⑤化學變化中元素種類是守恒的
A.①②③B.①④⑤C.①②④⑤D.①②③④⑤
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【題目】1,3-二異丙烯基苯是工業(yè)上常用的交聯(lián)劑,可用于制備高性能超分子聚合物,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關1,3-二異丙烯基苯的說法錯誤的是( )
A.其一氯代物有6種
B.與液溴混合后加入鐵粉可發(fā)生取代反應
C.分子中所有碳原子可能處于同一平面
D.能發(fā)生加聚反應
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