【題目】工業(yè)上,以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示。鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵( FeTiO3),其中一部分Fe2+在風(fēng)化過程中會轉(zhuǎn)化為+3價。

已知:TiO(OH)2(即H2TiO3)為兩性氫氧化物

(1)步驟②中,發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為__________

(2)步驟③中,實現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的__________填字母序號)。

A.熔沸點差異 B.溶解性差異 C.氧化性、還原性差異

(3)步驟②、③、④中,均需用到的操作是__________(填操作名稱)。

(4)請結(jié)合化學(xué)用語,用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理:__________。

(5)上述工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是__________

(6)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),利用如圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑,還原二氧化鈦制備金屬鈦。

①寫出陽極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式__________。

②在制備金屬Ti前后,CaO的質(zhì)量將__________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

【答案】2Fe3+ + Fe= 3Fe2+ B 過濾 溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2OH2TiO3+ 2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,平衡正向移動,生成H2TiO3 H2SO4或硫酸 202--4e=O2↑或C+O2--4e- = CO↑ 不變

【解析】

(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+。

(2)溶液中析出晶體是利用物質(zhì)溶解度的不同得到的。

(3)②③④步驟的操作過程中都得到沉淀或晶體,所以需要過濾得到固體和溶液。

(4)根據(jù)溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2OH2TiO3+ 2H+來解答。

(5)流程中生成了硫酸,可循環(huán)使用。

(6)①陽極圖示產(chǎn)物可知,陽極生成一氧化碳?xì)怏w,是電解質(zhì)中的氧離子失電子生成氧氣,氧氣和陽極石墨反應(yīng)生成的一氧化碳。

②制備TiO2 時,在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):陰極: 2Ca2+ +4e=2Ca 陽極:202--4e-= O2↑,鈣再還原二氧化鈦生成鈦:

2Ca+TiO2 = Ti+2CaO。

(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+ + Fe= 3Fe2+,

故答案為:2Fe3+ + Fe= 3Fe2+。

(2)步驟③冷卻結(jié)晶得到硫酸亞鐵晶體,利用的是物質(zhì)溶解度的不同,通過冷卻熱飽和溶

液得到;故答案為B。

(3)②③④步驟的操作過程中都得到沉淀或晶體,所以需要過濾得到固體和溶液,故答案為:過濾。

(4)步驟④中使用熱水的目的是促進(jìn)TiO2+水解生成H2TiO3,分離出固體加熱得到TiO2;溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2OH2TiO3+ 2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,平衡正向移動,生成H2TiO3;故答案為:溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2OH2TiO3+ 2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,平衡正向移動,生成H2TiO3

(5)流程中生成了硫酸,步驟①中使用硫酸,可循環(huán)使用,故答案為:H2SO4或硫酸。

(6)①用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2 - CaO作電解質(zhì),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極析出鈣、發(fā)生還原反應(yīng),由陽極圖示產(chǎn)物可知,陽極生成一氧化碳?xì)怏w,是電解質(zhì)中的氧離子失電子生成氧氣,氧氣和陽極石墨反應(yīng)生成的一氧化碳,所以電極反應(yīng)為:202--4e=O2↑,或C+O2--4e- = CO↑,故答案為:202--4e=O2↑或C+O2--4e- = CO↑。

②制備TiO2 時,在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):陰極: 2Ca2+ +4e=2Ca 陽極:202--4e-= O2↑,鈣再還原二氧化鈦生成鈦:

2Ca+TiO2 = Ti+2CaO,由此可見,CaO 的量不變,故答案為:不變。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】下列化學(xué)用語描述中不正確的是( 。

A. 中子數(shù)為20的氯原子:

B. K2O的電子式:

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 A.平衡時,v(O2)v(O2)必成立
 B.關(guān)系式5v(O2)4v(NO)總成立
 C.用上述四種物質(zhì)NH3O2、NO、H2O表示的正反應(yīng)速率的數(shù)值中,v(H2O)最小
 D.若投入4 mol NH35 mol O2,通過控制外界條件,必能生成4 mol NO

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【題目】碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。

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(1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下:

ΔH=+88.6 kJ·mol-1

則M、N相比,較穩(wěn)定的是 。

(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為238.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,則a 238.6(填“”、“”或“=”)。

(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。

(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176 kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為 。

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【題目】H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得 70 ℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是 。 )

A. 圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快

B. 圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快

C. 圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+H2O2分解速率的影響大

D. 圖丙表明,少量Mn 2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快

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【題目】有機(jī)物w用作調(diào)香劑、高分子材料合成的中間體等,制備W的一種合成路線如下:

已知

請回答下列問題

(1)F的名稱是__________⑤的反應(yīng)類型是__________。

(2)E中的含氧官能團(tuán)的名稱為__________,W的結(jié)構(gòu)簡式為__________。

(3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是__________。

(4)D自身還能發(fā)生聚合反應(yīng),其聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為__________

(5)參照有機(jī)物W的上述合成路線,設(shè)計以M為起始原料制備F的合成路線(其他試劑任選) __________。

示例:CH3CH2OHCH2=CH2BrCH2CH2Br

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【題目】NaH與水反應(yīng)的方程式為:NaH+H2O=NaOH+H2↑,在該反應(yīng)中H2O

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【題目】下列說法正確的是

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【題目】銅、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太陽能電池的重要材料;卮鹣铝袉栴}:

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(4)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑。它的晶體結(jié)構(gòu)如下左圖所示。六方相氮化硼______π鍵(填“含有”或“不含”),其質(zhì)地軟的原因是_________。NaBH4是一種重要的儲氫載體,陰離子的的立體結(jié)構(gòu)為_______

(5)砷化鎵是優(yōu)良的第三代半導(dǎo)體材料。如上圖所示為GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)。

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②已知晶胞的密度是ρ g·cm3,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,棱長a=_____pm。

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