【題目】二十一世紀鈦將成為鐵、鋁之后的第三大金屬,工業(yè)上以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦及鈦的工藝流程如下圖所示,鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風化過程中會轉化為+3價,FeTiO3溶于酸后Ti元素以TiO2+存在,TiOSO4遇水可水解。
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)②中加入鐵粉的目的是__________;
(2)③中混合物分離的依據(jù)是________(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)②、③、④中均需要進行的操作是________(填操作名稱)。
(4)寫出④的離子方程式:_______________;該過程在熱水中操作的目的是_________
(5)利用生產(chǎn)過程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應可生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),該反應的離子方程式為_______________。
(6)科學家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā).找出了冶煉鈦的新工藝。
①直接電解固體TiO2法生產(chǎn)鈦,原理如圖所示,則陰極獲得鈦的電極反應為_____________。
②電解一段時間后,需要更換石墨電極,原因是_____________。
【答案】(1)除去Fe3+;(2)b(3)過濾
(4)TiO2++2H2OH2TiO3+2H+;由于水解反應吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應方向移動,提高H2TiO3的產(chǎn)率(5)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O(6)①TiO2+4e-=Ti+2O2-;②O2--2e-+C=CO
【解析】
試題分析:流程分析: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步冷卻結晶,過濾得到FeSO47H2O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,最后電解TiO2得到鈦。
(1)②中加入鐵粉的主要目的是將Fe3+轉化為Fe2+并防止Fe2+被氧化,故答案為:除去Fe3+;
(2)步驟③中,利用綠礬與TiOSO4的溶解性的差異實現(xiàn)混合物的分離,把混合物的溶液冷卻結晶得到綠礬固體,故答案為:b;
(3)步驟②、③、④中均為分離固液混合物的操作,則操作為過濾;故答案為:過濾;
(4)步驟④的離子方程式為TiO2++2H2OH2TiO3+2H+;由于水解反應吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應方向移動,提高H2TiO3的產(chǎn)率,因此該過程在熱水中進行,故答案為:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+;由于水解反應吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應方向移動,提高H2TiO3的產(chǎn)率;
(5)生產(chǎn)過程中的廢液含有Fe2+,與MnO2發(fā)生氧化還原反應生成硫酸錳,其反應的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O,故答案為:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O;
(6)①電解時,陰極上得電子發(fā)生還原反應,所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子,和電源負極相連,電極反應式為TiO2+4e-=Ti+2O2-;故答案為:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
②電解一段時間后,生成的氧氣會與石墨電極反應生成CO,O2--2e-+C=CO,需要及時更換石墨電極,故答案為:O2--2e-+C=CO。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】[化學——選修3:物質結構與性質]某綠色農(nóng)藥結構簡式為,回答下列問題。
(1)N元素的基態(tài)原子核外有_____種空間運動狀態(tài)的電子,該農(nóng)藥組成元素中,第一電離能較大的前三種元素是(按由大到小順序排列)__________________(用元素符號回答,下同),基態(tài)硒原子的價層電子排布式為________________________。
(2)該物質中雜化軌道類型為sp2的原子有__________,分子內(nèi),分子中編號為①的碳原子和與其成鍵另外幾個原子構成的空間結構為_____________。
(3)碳、氫、氧元素可形成一系列的化合物,如CH4、C2H6、CH3OH等。三種物質的沸點高低順序為CH4<C2H6<CH3OH,其原因是_______________________________________,三種物質中屬于極性分子的物質是__________,與CH4互為等電子體的一種微粒是______。
(4)硒化鋅的晶胞結構如圖所示,則硒的配位數(shù)為_______,若晶胞邊長為d pm,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則硒化鋅的密度為____________(不必化簡)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,KMnO4固體和濃鹽酸反應產(chǎn)生氯氣。為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)
實驗過程:
Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸
Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾
Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時,關閉活塞a
Ⅳ.……
(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是___________________
(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是______________
(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是______________
(4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是______________。
(5)過程Ⅲ實驗的目的是______________
(6)氯溴碘單質的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下,電子層數(shù)依次增多,______________,得電子能力逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】恒溫下,容積為2L的定容密閉容器中,充入3molA、ymolB,發(fā)生反應:3A(g)+2B(g)2C(g)+xD(g)。2min后達到平衡,測得從反應開始到平衡時C的速率為0.3mol·L-1·min-1.下列推斷的結論正確的是
A.y1.2
B.增大反應體系的壓強,反應速率不一定增大
C.v正(A)>v逆(C),不可能為平衡狀態(tài)
D.混合氣體的密度不再變化,一定為平衡狀態(tài)
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【題目】自然界中金屬硫化物之間存在原電池反應。下圖所示裝置中電極Ⅰ為方鉛礦(PbS),電極Ⅱ為含有方鉛礦的硫鐵礦,當有電解質溶液按如圖所示方向流經(jīng)該裝置時,電流表指針偏轉。若電極Ⅱ質量不斷減少,a處溶液中加入KSCN溶液未出現(xiàn)紅色,加入CuSO4溶液未出現(xiàn)黑色沉淀。下列有關說法中正確的是( )
A.工業(yè)上利用該原理富集鐵
B.電極Ⅱ作正極
C.溶液流經(jīng)該裝置后pH增大
D.該裝置負極的電極反應為FeS2—15e—+8H2O=Fe3++2SO42—+16H+
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【題目】甲酸鈣廣泛用于食品、工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、實驗室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
實驗室制取時,將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質量分數(shù)為30-70%的過氧化氫溶液中(投料物質的量之比依次為1:2:1.2),最終可得到質量分數(shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質產(chǎn)品.
(1)過氧化氫比理論用量稍多,其目的是____________。
(2)反應溫度最好控制在30-70℃之間,溫度不易過高,其主要原因是____________。
(3)制備時在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應外,還要加入少量的Na2S溶液,加硫化鈉的目的是____________。
(4)實驗時需強力攪拌45min,其目的是____________;結束后需調(diào)節(jié)溶液的pH7~8,其目的是____________,最后經(jīng)結晶分離、干燥得產(chǎn)品.
Ⅱ、某研究性學習小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3;雜質為:Al2O3、FeCO3)為原料,先制備無機鈣鹽,再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣.結合右圖幾種物質的溶解度曲線及表中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL-1計算)。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
請補充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實驗方案:稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水,配成溶液待用,并稱取研細的碳酸鈣樣品10g待用;____________。
提供的試劑有:a.甲酸鈉,B.5molL-1硝酸,C.5molL-1鹽酸,D.5molL-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
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【題目】(1)實驗室用電石和水反應制取乙炔
①反應的化學方程式為__________。
②下圖是反應裝置,其中正確的是__________。
③為了減緩反應速率,通常用__________代替水,該反應是__________反應(“放熱”或者“吸熱”)
④該反應產(chǎn)生的氣體,含有雜質H2S,可用硫酸銅溶液吸收,反應的離子方程式為__________。
(2)實驗室通常用濃硫酸和乙醇混合加熱制取乙烯
①混合濃硫酸和乙醇的操作方法是__________。
②該實驗中制取裝置所用的玻璃儀器有酒精燈、導管、__________和__________;
③反應生成的乙烯中,含有多種CO2、CO2、水等多種雜質,寫出濃硫酸直接將乙醇氧化生成CO2的化學方程式__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中進行反應:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列說法或結論不成立的是
A.當體系的體積不再發(fā)生變化,該反應已建立平衡
B.達到平衡后向體系中充入少量He,平衡不移動
C.增大水蒸氣的用量可以提高碳粉的轉化率
D.若斷裂1 molH-H鍵的同時斷裂2molH-O鍵,則反應達到平衡
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【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質量。有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。
(1)在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉化器,可將汽車尾氣中主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。
已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃燒熱(△H)分別為-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
則2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H = kJ·mol-1
(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積為1L的密閉容器中,反應過程中物質濃度變化如圖所示。
①CO在0-9min內(nèi)的平均反應速率v(CO)=_______________ mol·L﹣1·min﹣1 (保留兩位有效數(shù)字);第12 min時改變的反應條件可能為________。
A.升高溫度 B.加入NO C.加催化劑 D.降低溫度
②該反應在第24 min時達到平衡狀態(tài),CO2的體積分數(shù)為__________(保留三位有效數(shù)字),化學平衡常數(shù)K=___________(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,該溶液中c(Na+)= (用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)。
(4)通過人工光合作用能將水與燃煤產(chǎn)生的CO2轉化成HCOOH和O2。已知常溫下0.1 mol·L﹣1的HCOONa溶液pH =10,則HCOOH的電離常數(shù)=___________________。
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