【題目】四川攀枝花蘊(yùn)藏豐富的釩、鈦、鐵資源。用鈦鐵礦渣(主要成分為TiO2、FeO、Fe2O3、Ti的最高化合價(jià)為+4)作原料,生產(chǎn)白色顏料二氧化鈦的主要步驟如下:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)硫酸與二氧化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________。
(2)向?yàn)V液Ⅰ中加入鐵粉,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________、_______________。
(3)在實(shí)際生產(chǎn)過程中,向沸水中加入濾液Ⅲ,使混合液pH達(dá)0.5,鈦鹽開始水解。書寫水解的離子方程式:_________。
(4)水解過程中不斷通入高溫水蒸氣,維持溶液沸騰一段時(shí)間,鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請(qǐng)用所學(xué)化學(xué)平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用:_____________。
(5)過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后,將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、______(填化學(xué)式),減少?gòu)U物排放。
(6)A可用于生產(chǎn)紅色顏料(Fe2O3),其實(shí)驗(yàn)方法是:
a.5.56a kg A(摩爾質(zhì)量為278g·mol-1)溶于水中,加入適量氫氧化鉀溶液恰好完全反應(yīng),鼓入足量空氣攪拌,產(chǎn)生紅褐色膠體;
b.再向紅褐色膠體中加入33.36b kg A和1.12c kg鐵粉,鼓入足量空氣攪拌,反應(yīng)完成后,有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出;
c.過濾后,沉淀經(jīng)高溫灼燒得紅色顏料。
若所得濾液中溶質(zhì)只有硫酸鉀和硫酸鐵,則理論上可生產(chǎn)紅色顏料__________ kg。
【答案】TiO2+2H2SO4===Ti(SO4)2+2H2O或TiO2+H2SO4===TiOSO4+H2O 2Fe3++Fe===3Fe2+Fe+2H+===H2↑+Fe2+Ti++ 4H2OTiO2·H2O+4H+加水促進(jìn)鈦鹽水解,加熱促進(jìn)鈦鹽水解,降低H+濃度促進(jìn)鈦鹽水解H2O、FeSO4、H2SO41.60a+3.20b+1.60c
【解析】
(1)化學(xué)方程式為:TiO2+2H2SO4=Ti (SO4)2+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O;
(2)濃硫酸有強(qiáng)氧化性,加入鈦鐵礦渣中能生成Fe3+,加入鐵粉,發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+;鐵粉還可以與溶液中過量的H+反應(yīng),離子方程式為:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(3) 鈦鹽水解的離子方程式:Ti++ 4H2O TiO2H2O+4H+;
(4)影響鈦鹽水解的因素有濃度、溫度等,高溫水蒸氣使水解平衡移動(dòng)的作用是:加水、加熱、降低H+濃度均可促進(jìn)鈦鹽水解;
(5)根據(jù)該工藝流程知:濾液Ⅲ的主要成分為大量的鈦鹽、溶解的硫酸亞鐵、少量的硫酸(混合液pH達(dá)0.5)等,鈦鹽水解后過濾去水合二氧化鈦,得到的濾液中含有未水解的鈦鹽及FeSO4、H2SO4、H2O等;
(6)依題意A與適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓,根據(jù)開始加入A為2a×103mol,可知加入氫氧化鈉為4a×103mol;后來又加入12b×103mol的A和
20cmol的鐵,由Na2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3等化學(xué)式的定量組成和守恒思想分別可求得以下各量:利用Na+離子守恒,n(NaOH)=2n(Na2SO4),可知Na2SO4物質(zhì)的量為20amol;利用SO42-離子守恒,n(FeSO4)=n(Na2SO4)+3n[Fe2(SO4)3],可知Fe2(SO4)3物質(zhì)的量為(20a+120b-20a)mol×=40bmol;利用Fe元素守恒,n(FeSO4)+n(Fe)=2n[Fe2(SO4)3]+2n(Fe2O3),可知n(Fe2O3)=(20a+120b+20c-40b×2)mol×=(10a+20b+10c)mol,計(jì)算得m(Fe2O3)=(1.60a+3.20b+1.60c) kg
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑,其生產(chǎn)工藝如下:
(1)寫出工業(yè)上制取Cl2的化學(xué)方程式_____________________________________。
(2)在“反應(yīng)液I”中加入KOH固體的目的是①_________________,②提供堿性環(huán)境。
(3)寫出Fe(NO3)3溶液與堿性KClO溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________。
(4)K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是:
①_____________________,②_________________________。
(5)從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后,副產(chǎn)品是_________________(寫化學(xué)式)。
(6)該工藝每得到1.98 kg K2FeO4,理論上消耗Cl2的物質(zhì)的量為_______mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下2 mL 1 mol·L-1 NaHCO3溶液,pH約為8,向其中滴加幾滴飽和CaCl2溶液,有白色沉淀和無色氣體生成。下列說法中,不正確的是
A. NaHCO3溶液中,HCO3-水解程度大于其電離程度
B. NaHCO3溶液中,c(Na+) > c(HCO3-) > c(OH-) > c(H+)
C. 最終所得的混合溶液中,c(Na+) + c(H+) = c(HCO3-) + 2c(CO32-)+ c(OH-)
D. 滴加飽和CaCl2溶液促進(jìn)了HCO3-的電離
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】HA 為一元弱酸。已知溶液中HA、A-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨溶液pH變化的曲線如圖所示。向10 mL0.1mol/LHA溶液中,滴加0.1mol/LNaOH溶液x mL。下列說法中,不正確的是
A. pH=9時(shí),c(A-)=c(HA)
B. x=0時(shí),1
C. HA的電離平衡常數(shù)ka=10-5
D. x=10時(shí),c(A-)+c(HA)=c(Na+)=0.05mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物,假設(shè)給你一種這樣的有機(jī)混合物讓你研究,一般要采取的幾個(gè)步驟是
A. 確定化學(xué)式→確定實(shí)驗(yàn)式→確定結(jié)構(gòu)式→分離、提純
B. 分離、提純→確定化學(xué)式→確定實(shí)驗(yàn)式→確定結(jié)構(gòu)式
C. 分離、提純→確定結(jié)構(gòu)式→確定實(shí)驗(yàn)式→確定化學(xué)式
D. 分離、提純→確定實(shí)驗(yàn)式→確定分子式→確定結(jié)構(gòu)式
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與生活、生產(chǎn)密切相關(guān),下列說法正確的是
A. 滌綸、有機(jī)玻璃、光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物
B. 大豆中含有豐富的蛋白質(zhì),豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變?yōu)榱税被?/span>
C. 棉花和合成纖維的主要成分均為纖維素
D. 常用于制備染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等的酚類物質(zhì)可來源于煤的干餾
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)概念表述正確的是
A. 0.5molFe和含1 mol HNO3的稀溶液充分反應(yīng)后,滴入KSCN溶液,溶液變紅
B. Fe(OH)3膠體做電泳實(shí)驗(yàn)時(shí),由陰極區(qū)紅色加深可知Fe(OH)3膠體帶正電荷
C. 含有143個(gè)中子的U(92號(hào))原子的原子符號(hào): U
D. 1mol H3PO3最多可與2 mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng),因此Na2HPO3屬于正鹽
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在2L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2A+B=2C+D,若最初A、B都是8mol,在前10s 內(nèi)A 的平均速率為0.24mol(Ls)-1,則10s時(shí)B的物質(zhì)的量是
A.2.4molB.3.2molC.4.8molD.5.6mol
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