【題目】金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,被譽為“未來金屬”。以鈦鐵礦(主要成分鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下。請回答下列問題。
(1)鈦酸亞鐵(用R表示)與碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑,鈦酸亞鐵的化學(xué)式為_______________;鈦酸亞鐵和濃H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(2)上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是_________________________,此時溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽離子。常溫下,其對應(yīng)氫氧化物的Ksp如下表所示。
氫氧化物 | Fe(OH)2 | TiO(OH)2 | Mg(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 1.0×10-29 | 1.8×10-11 |
①常溫下,若所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,當(dāng)溶液的pH等于_______時,Mg(OH)2開始沉淀。
②若將含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀釋,立即析出大量白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________。
(3)中間產(chǎn)品乙與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)制取TiCl4的方程式為________。Mg還原TiCl4過程中必須在1070K的溫度下進行,你認為還應(yīng)該控制的反應(yīng)條件是_________。除去所得金屬鈦中少量的金屬鎂可用的試劑是__________________。
【答案】 FeTiO3 FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O 防止Fe2+氧化 10 TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+ TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 隔絕空氣 稀鹽酸
【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用,(1)根據(jù)原子守恒,鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO3,沒有氣體產(chǎn)生,且產(chǎn)物之一是TiOSO4,Ti的化合價沒有發(fā)生變化,因此反應(yīng)方程式為FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O;(2)Fe2+容易被氧氣氧化,因此加入鐵屑發(fā)生:Fe+2F3+=3Fe2+,即加入鐵屑的目的是防止Fe2+氧化;①當(dāng)Qc=Ksp時,溶液達到飽和,因此有Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-),代入數(shù)值,求出c(OH-)=10-4mol·L-1,根據(jù)水的離子積,求出c(H+)=10-14/10-4mol·L-1,推出pH=10;②根據(jù)表格數(shù)據(jù),TiO(OH)2的Ksp最小,先沉淀出來,因此加水稀釋,白色沉淀應(yīng)是TiO(OH)2,即離子反應(yīng)方程式為:TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+;(3)鈦酸煅燒得到TiO2,反應(yīng)制備TiCl4時所加的氯氣和焦炭往往是過量的,因此C應(yīng)轉(zhuǎn)化成CO,因此制取TiCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式為:TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO,因為鎂是活潑金屬,能與氧氣發(fā)生反應(yīng),因此控制的條件是隔絕空氣,鈦是耐酸堿的金屬,而鎂能與酸發(fā)生反應(yīng),因此除去金屬鎂,可用稀鹽酸或稀硫酸。
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【題目】將1molNa和1molAl的混合物投入足量水中,產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 ( )
A. 11.2L B. 22.4L C. 33.6L D. 44.8L
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【題目】在一定體積的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng):CO2 (g) + H2 (g)CO (g)+H2O (g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=________________________。
(2)該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為_____________反應(yīng)(選填“吸熱”或“放熱”)。
(3)某溫度下,各物質(zhì)的平衡濃度滿足關(guān)系式:3c(CO2)·c(H2) = 5c(CO)·c(H2O),該溫度為______。
(4)若830℃時,該容器中的反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài):
①在其他條件不變時,再向容器中充入2 mol CO2,達到新平衡后,與原平衡相比,H2的轉(zhuǎn)化率_____(填“增大”“不變”或“減小”)。
②在其他條件不變時,再向容器中充入1 mol CO、2 mol H2O,達到新平衡后,其化學(xué)平衡常數(shù)K__1.0(選填“>”“<”或“=”)。
(5)若1200℃時,某個時刻,該密閉容器中的CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,此時上述反應(yīng)________(填“正向” “逆向”或“處于平衡狀態(tài)”)。
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【題目】有A、B、C、D、E 5種短周期元素,A與B可形成BA型化合物,A元素的單質(zhì)常用于自來水消毒;金屬B的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比它前一周期同主族元素原子的質(zhì)子數(shù)多8;C元素有3種同位素C1、C2、C3 , 自然界里含量最多的是C1 , C3原子的質(zhì)量數(shù)是C1的3倍,C2原子的質(zhì)量數(shù)是C1的2倍;D的氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性,而其最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強酸;E元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多4.
(1)寫出下列元素的元素名稱:A , B .
(2)寫出C1、C3兩種原子的符號:C1 , C3 .
(3)A、B、E形成的一種化合物是某種家用消毒液的有效成分,其電子式是 .
(4)D的最高價氧化物的水化物與其氫化物反應(yīng)形成化合物的化學(xué)式是 , 其所含化學(xué)鍵的類型是 . 由最常見的E原子與C2原子形成的最簡單分子0.5mol中,所含中子的數(shù)目是 .
(5)C、E的單質(zhì)在堿性(KOH溶液)條件下可設(shè)計成一種燃料電池,其電極反應(yīng)式為(負極)(正極) .
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【題目】現(xiàn)有X,Y,Z,M四種元素均為短周期元素.有關(guān)信息如下表:
原子或分子結(jié)構(gòu)、單質(zhì)或化合物相關(guān)信息 | |
X | 含X元素的物質(zhì)焰顏色反應(yīng)為黃色 |
Y | 單質(zhì)為雙原子分子.若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣,因其沸點較低可先獲得Y的單質(zhì) |
Z | Z元素原子易失去2個電子形成8電子結(jié)構(gòu)的離子 |
M | M元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,M與X處于同一周期 |
(1)X元素在周期表的位置是;
(2)1個Y單質(zhì)分子中含對個共用電子對;
(3)Z能在CO2氣體中燃燒,其化學(xué)反應(yīng)方程式為 .
(4)化合物X2M溶液在空氣中長期放置,與氧氣反應(yīng)會生成與過氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)X2M2 , 其溶液顯黃色.則X2M2的電子式為 , 用化學(xué)方程式表示X2M溶液在空氣中的變質(zhì)過程 .
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【題目】堿式碳酸鎳[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一種綠色粉末晶體,常用作催化劑和陶瓷著色劑,300℃以上時分解生成3種氧化物。為確定其組成,某同學(xué)在實驗室中進行了有關(guān)的實驗探究;卮鹣铝袉栴}:
(l)甲、乙兩裝置可分別選取下列裝置______、_______(填字母,裝置可重復(fù)選。。
(2)稱取一定量的堿式碳酸鎳樣品,放入硬質(zhì)玻璃管內(nèi);安裝好實驗儀器,檢查裝置氣密性;加熱硬質(zhì)玻璃管,當(dāng)裝置C中________________(填實驗現(xiàn)象)時,停止加熱;打開活塞K,緩緩?fù)ㄈ肟諝,其目的?/span>______________________________。
(3)裝置A的作用是________________________________________________,若沒有裝置E,則會使x/z__________(填寫“偏大”或“偏小”或“無影響”)。
(4)實驗前后測得下表所示數(shù)據(jù):
裝置B中樣品質(zhì)量/g | 裝置C 質(zhì)量/g | 裝置D質(zhì)量/g | |
實驗前 | 3.77 | 132.00 | 41.00 |
實驗后 | 2.25 | 133.08 | 41.44 |
已知堿式碳酸鎳中Ni化合價為+2價,則該堿式碳酸鎳分解的化學(xué)方程式為_______。
(5)采取上述實驗裝置進行該實驗時,必須小心操作,且保證裝置氣密性良好,否則濃硫酸倒吸,可導(dǎo)致加熱的硬質(zhì)玻璃管炸裂。為防止?jié)饬蛩岬刮胗操|(zhì)玻璃管中,提出你的改進措施:______________________。
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【題目】如圖所示,試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物),當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r,試管內(nèi)液面上升,但不能充滿試管,當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后,可以觀察到試管中液面繼續(xù)上升,經(jīng)過多次重復(fù)后,試管內(nèi)完全被充滿,原來試管中盛裝的氣體是( )
A.可能是N2和NO2的混合氣體
B.一定是NO2氣體
C.可能是NO和NO2的混合氣體
D.只可能是NO2一種氣體
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【題目】反應(yīng)A(g)+B(g)===C(g) ΔH,分兩步進行:
①A(g)+B(g)===X(g) ΔH1
②X(g)===C(g) ΔH2
反應(yīng)過程中能量變化如下圖所示,E1表示A+B===X的活化能,下列說法正確的是
A. ΔH1=ΔH-ΔH2>0
B. X是反應(yīng)A(g)+B(g)===C(g)的催化劑
C. E2是反應(yīng)②的反應(yīng)熱
D. ΔH=E1-E2
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【題目】鹵代烴能夠發(fā)生下列反應(yīng): 2CH3CH2Br+2Na → CH3CH2CH2CH3+2NaBr。下列有機物可合成環(huán)丙烷的是 ( )
A.CH3CH2CH2Cl B.CH3CHBrCH2Br
C.CH2BrCH2CH2Br D.CH3CHBrCH2CH2Br
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