【題目】二氧化鈦是目前使用最廣泛的白色顏料。工業(yè)上，以鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵[FeTiO3]，含有少量SiO2雜質(zhì)）為原料制備二氧化鈦的過程如下圖所示。

已知：①超過70℃TiO2+易水解；低于0℃ FeSO4·7H2O大量結(jié)晶。

②鈦的化合價主要有+4價和+3價，其中Ti3+（紫黑色）還原性比Fe2+強(qiáng)

③有關(guān)氫氧化物開始沉淀的pH如下:

氫氧化物

Ti（OH）4

Ti（OH）3

Fe（OH）3

Fe（OH）2

開始沉淀時的pH

0.5

3.0

1.5

7.6

根據(jù)相關(guān)信息回答下列問題；

（1）酸浸過程選用的酸是__________。

（2）步驟①中生成Fe2+和TiO2+的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________。

（3）以下相關(guān)描述正確的是__________。

A 步驟②中加入鐵粉，在防止Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+的同時也將部分TiO2+氧化成了Ti3+

B 步驟③中的降溫結(jié)晶過程可以選擇冰水混合物

C ③中發(fā)生了反應(yīng)Fe3++ Ti3++H2O== Fe2++ TiO2++2H+

D 廢液成分中有硫酸，可以循環(huán)利用

（4）步④中生成Ti（OH）4的離子方程式為__________，選擇的pH范圍是__________。

（5）證明步驟④中Ti （OH）4固體已經(jīng)洗滌干凈的方法是__________。

（6）鈦酸鋰（Li4Ti5O12）是一種理想型嵌入材料，插入與脫嵌對材料結(jié)構(gòu)幾乎沒影響。某新型鈦酸鋰電池總反應(yīng)式為：LiXO2（s）+Li4Ti5O12（s）=Li1-aXO2+Li4+aTi5O12（s），則其負(fù)極反應(yīng)式為__________。

【答案】硫酸或濃硫酸 FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O CD TiO2++3H2OTi（OH）4↓+2H+（條件>70℃） 0.5-1.5 取少量最后一次洗滌液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅，證明沉淀已洗凈（或取少量最后一次洗滌液于試管中，加入少量BaCl2溶液，若無白色沉淀，證明沉淀已洗凈） LiXO2 - ae－→ Li1-aXO2 + aLi+

【解析】

流程第①步加酸溶解生成TiO2＋和Fe2＋，第②步加鐵粉還原Fe3＋，過濾除去濾渣，第③步冷卻結(jié)晶，過濾得到FeSO4·7H2O和含有TiO2＋的溶液；第④步調(diào)節(jié)PH，使TiO2＋水解生成Ti（OH）4，過濾得到Ti（OH）4；第⑤步Ti（OH）4受熱分解生成化生成TiO2．

（1）③步冷卻結(jié)晶，過濾得到FeSO4·7H2O，酸浸過程選用的酸是硫酸或濃硫酸。

（2）FeTiO3與H2SO4反應(yīng)生成FeSO4、TiOSO4和H2O，則步驟①中生成Fe2+和TiO2+化學(xué)反應(yīng)方程式為：FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O；

（3）A 、步驟②中加入鐵粉，亞鐵離子易被氧化，則加入鐵粉的主要目的是將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋并防止Fe2＋被氧化，故A不選；

B、 步驟③中的降溫結(jié)晶過程可以選擇冰水混合物

C 、由流程圖中經(jīng)過反應(yīng)③后形成FeSO4·7H2O沉淀，濾液中有Fe2+、TiO2+、H+，③中發(fā)生了反應(yīng)Fe3++ Ti3++H2O== Fe2++ TiO2++2H+，故C選；

D 、TiO2＋在一定條件下會發(fā)生水解生成Ti（OH）4和氫離子，溶液中存在平衡：TiO2＋+3H2O Ti（OH）4+2H＋，廢液成分中有硫酸，可以循環(huán)利用，故D選；

故選CD。

（4）步④中生成Ti（OH）4的離子方程式為TiO2++3H2OTi（OH）4↓+2H+（條件>70℃），Ti（OH）4沉淀而Fe（OH）3不沉淀，選擇的pH范圍是0.5-1.5。

（5）Ti（OH）4沉淀后濾液中有Fe3+ 、SO42-，證明步驟④中Ti （OH）4固體已經(jīng)洗滌干凈的方法是：取少量最后一次洗滌液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅，證明沉淀已洗凈（或取少量最后一次洗滌液于試管中，加入少量BaCl2溶液，若無白色沉淀，證明沉淀已洗凈） 。

（6）新型鈦酸鋰電池總反應(yīng)式為：LiXO2（s）+Li4Ti5O12（s）=Li1-aXO2+Li4+aTi5O12（s），則其負(fù)極LiXO2失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LiXO2 - ae－→ Li1-aXO2 + aLi+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】常溫下,將一定量的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(固體體積忽略不計(jì))發(fā)生反應(yīng)：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)△H,達(dá)到平衡時測得c(CO2)=amol·L-1。溫度不變,達(dá)到平衡后壓縮容器體積至原來的一半,達(dá)到新平衡時測得c(NH3)=xmol·L-1。下列說法正確的是（ ）

A. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時表明達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 達(dá)到新平衡時，△H為原來的2倍

C. 上述反應(yīng)達(dá)到新平衡狀態(tài)時x=2a

D. 上述反應(yīng)體系中，壓縮容器體積過程中n(H2NCOONH4)不變

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氮元素可形成多種化合物，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價值。請回答下列問題：

(1)一定溫度下，將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)。

①下列描述能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有__。

A.容器內(nèi)氣體的密度不變

B.c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2

C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變

D.相同時間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂，有6molN-H鍵形成

E.3v正(H2)=2v逆(NH3)

F.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②恒溫恒壓條件下，為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率，可采用的方法__(一種即可)。

(2)一定溫度下，2L密閉容器中充入0.40molN2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，一段時間后達(dá)到平衡，測得數(shù)據(jù)如下：

時間/s

20

40

60

80

100

c(NO2)/(mol/L)

0.12

0.20

0.26

0.30

0.30

①20s內(nèi)，v(NO2)=__，該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為__。

②升高溫度時，氣體顏色加深，則正反應(yīng)是__(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

③相同溫度下，若開始向該容器中充入0.40mo1NO2，則達(dá)到平衡后：c(NO2)__0.15mol/L(填“>”、“=”或“<”)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法中，正確的是表示阿伏加德羅常數(shù)

A.18g水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為

B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氮?dú)庵泻?/span>個氮原子

C.中含有的原子總數(shù)目為

D.80gNaOH溶解在1L水中，得到溶液的物質(zhì)的量濃度為

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】對羥基扁桃酸是農(nóng)藥、藥物、香料合成的重要中間體，它可由苯酚和乙醛酸在一定條件下反應(yīng)制得：

下列說法不正確的是

A. 上述反應(yīng)的原子利用率可達(dá)到100%

B. 在核磁共振氫譜中對羥基扁桃酸應(yīng)該有6個吸收峰

C. 1mol對羥基扁桃酸與足量NaOH溶液反應(yīng)，消耗3 mol NaOH

D. 可以用FeCl3溶液鑒別乙醛酸和苯酚

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列各項(xiàng)操作中，會產(chǎn)生“先沉淀后溶解”現(xiàn)象的是

A.向溶液中通入過量B.向溶液中加入足量金屬鈉

C.向溶液中滴入過量鹽酸D.向沸水中滴加飽和溶液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】用表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是

A.個膠體粒子的質(zhì)量為78g

B.g和CuO的混合物中含有銅原子數(shù)為

C.在的碳酸鈉溶液中，陰離子總數(shù)一定大于

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，L己烷中共價鍵數(shù)目為

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】原子序數(shù)依次遞增且都小于36的A、B、C、D、E五種元素，其中A的一種核素中沒有中子，B原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，D原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，E元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級上未成對電子數(shù)是成對電子數(shù)的2倍．回答下列問題：

(1)B2A4分子中B原子軌道的雜化類型為________，B2A4分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為________

(2)A、B、C、D四種元素的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>________(用元素符號表示)；化合物CA3的沸點(diǎn)比化合物BA4的高，其主要原因是________

(3)元素B的一種氧化物與元素C的一種氧化物互為等電子體，元素C的這種氧化物的分子式是________

(4)元素E能形成多種配合物，如：E(CO)5等．

①基態(tài)E原子的價電子排布式為________．

②E(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷E(CO)5晶體屬于________(填晶體類型)，該晶體中E的化合價為________

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】(1)按要求完成下列問題：

①羥基的電子式_____。

②與 H2 加成生成 2，5-二甲基己烷的炔烴的系統(tǒng)命名_____。

③寫出 1,3-二溴丙烷與氫氧化鈉水溶液共熱的化學(xué)方程式_____。

④分子 式為 C6H14O 且含有“—CH2OH”的同分異構(gòu)體的種數(shù)為(不考慮立體異構(gòu))_____。

(2)寫出 1 個符合下列條件的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式并用系統(tǒng)命名法命名：

a 與苯互為同系物； b 碳原子數(shù)小于10； c 一氯代物只有兩種。______；_____。

(3)共軛二烯烴是含有兩個碳碳雙鍵，并且兩個雙鍵被一個單鍵隔開的二烯烴。最簡單的共軛二烯烴是 1,3-丁二烯。 共軛二烯烴比較穩(wěn)定。共軛二烯烴能以 1，4-和 1，2-兩種形式發(fā)生加成反應(yīng)，還可發(fā)生雙烯合成反應(yīng)(即 Diels-Alder 反應(yīng))等。用于合成橡膠、溶劑，是重要的有機(jī)化工原料。

①與一定量的Br2 發(fā)生加成反應(yīng)，生成的產(chǎn)物可能是_______。

A B C D

②雙烯合成反應(yīng)(即 Diels-Alder 反應(yīng))是一類二烯烴與單烯烴或炔烴作用生成六元環(huán)狀化合物的反應(yīng)，例如，最簡單的 1，3-丁二烯和乙烯的作用表示為：。則由 1-丁烯和 2-乙基-1，3-丁二烯發(fā)生雙烯合成反應(yīng)的產(chǎn)物為_____。

(4)環(huán)蕃 A(cyclophane)和超蕃 B(superphane)是一種光電信息材料，都屬于烴(B 中氫原子未畫出)，它們的結(jié) 構(gòu)如圖所示。

下列有關(guān)說法正確的是（________）

A 環(huán)蕃和超蕃互為同系物 B 環(huán)蕃能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

C 環(huán)蕃能與液溴、硝酸發(fā)生取代反應(yīng) D 超蕃的一氯取代物只有 l 種，二氯取代物有 3 種

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