【題目】二十一世紀(jì)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(fēng)化過程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià),FeTiO3溶于酸后Ti元素以TiO2+存在,TiOSO4遇水可水解。
請(qǐng)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(hào))。
a.熔、沸點(diǎn)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(jìn)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(yīng)可生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),該反應(yīng)的離子方程式為_______________。
(6)科學(xué)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(yīng)為_____________。
②電解一段時(shí)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(yīng)吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),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(jié)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)混合物的分離,把混合物的溶液冷卻結(jié)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(yīng)吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高H2TiO3的產(chǎn)率,因此該過程在熱水中進(jìn)行,故答案為:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+;由于水解反應(yīng)吸熱,升高溫度有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),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(yīng)生成硫酸錳,其反應(yīng)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(shí),陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子,和電源負(fù)極相連,電極反應(yīng)式為TiO2+4e-=Ti+2O2-;故答案為:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
②電解一段時(shí)間后,生成的氧氣會(huì)與石墨電極反應(yīng)生成CO,O2--2e-+C=CO,需要及時(shí)更換石墨電極,故答案為:O2--2e-+C=CO。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]某綠色農(nóng)藥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yùn)動(dòng)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(hào)回答,下同),基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式為________________________。
(2)該物質(zhì)中雜化軌道類型為sp2的原子有__________,分子內(nèi),分子中編號(hào)為①的碳原子和與其成鍵另外幾個(gè)原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)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(zhì)的沸點(diǎn)高低順序?yàn)?/span>CH4<C2H6<CH3OH,其原因是_______________________________________,三種物質(zhì)中屬于極性分子的物質(zhì)是__________,與CH4互為等電子體的一種微粒是______。
(4)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則硒的配位數(shù)為_______,若晶胞邊長(zhǎng)為d pm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則硒化鋅的密度為____________(不必化簡(jiǎn))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,KMnO4固體和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)過程:
Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸
Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾
Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí),關(guān)閉活塞a
Ⅳ.……
(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是___________________
(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________
(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________
(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是______________。
(5)過程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是______________
(6)氯溴碘單質(zhì)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(xué) 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(yīng):3A(g)+2B(g)2C(g)+xD(g)。2min后達(dá)到平衡,測(cè)得從反應(yīng)開始到平衡時(shí)C的速率為0.3mol·L-1·min-1.下列推斷的結(jié)論正確的是
A.y1.2
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】自然界中金屬硫化物之間存在原電池反應(yīng)。下圖所示裝置中電極Ⅰ為方鉛礦(PbS),電極Ⅱ?yàn)楹蟹姐U礦的硫鐵礦,當(dāng)有電解質(zhì)溶液按如圖所示方向流經(jīng)該裝置時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)。若電極Ⅱ質(zhì)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(guān)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(fù)極的電極反應(yīng)為FeS2—15e—+8H2O=Fe3++2SO42—+16H+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【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(shí)驗(yàn)室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
實(shí)驗(yàn)室制取時(shí),將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-70%的過氧化氫溶液中(投料物質(zhì)的量之比依次為1:2:1.2),最終可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品.
(1)過氧化氫比理論用量稍多,其目的是____________。
(2)反應(yīng)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(shí)在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外,還要加入少量的Na2S溶液,加硫化鈉的目的是____________。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)需強(qiáng)力攪拌45min,其目的是____________;結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH7~8,其目的是____________,最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品.
Ⅱ、某研究性學(xué)習(xí)小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3;雜質(zhì)為:Al2O3、FeCO3)為原料,先制備無機(jī)鈣鹽,再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣.結(jié)合右圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)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(jì)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(qǐng)補(bǔ)充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實(shí)驗(yàn)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(xì)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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)實(shí)驗(yàn)室用電石和水反應(yīng)制取乙炔
①反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
②下圖是反應(yīng)裝置,其中正確的是__________。
③為了減緩反應(yīng)速率,通常用__________代替水,該反應(yīng)是__________反應(yīng)(“放熱”或者“吸熱”)
④該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,含有雜質(zhì)H2S,可用硫酸銅溶液吸收,反應(yīng)的離子方程式為__________。
(2)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中制取裝置所用的玻璃儀器有酒精燈、導(dǎo)管、__________和__________;
③反應(yīng)生成的乙烯中,含有多種CO2、CO2、水等多種雜質(zhì),寫出濃硫酸直接將乙醇氧化生成CO2的化學(xué)方程式__________。
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科目:高中化學(xué) 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(jìn)行反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列說法或結(jié)論不成立的是
A.當(dāng)體系的體積不再發(fā)生變化,該反應(yīng)已建立平衡
B.達(dá)到平衡后向體系中充入少量He,平衡不移動(dòng)
C.增大水蒸氣的用量可以提高碳粉的轉(zhuǎn)化率
D.若斷裂1 molH-H鍵的同時(shí)斷裂2molH-O鍵,則反應(yīng)達(dá)到平衡
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)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(zhuǎn)化器,可將汽車尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。
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(gè)容積為1L的密閉容器中,反應(yīng)過程中物質(zhì)濃度變化如圖所示。
①CO在0-9min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)=_______________ mol·L﹣1·min﹣1 (保留兩位有效數(shù)字);第12 min時(shí)改變的反應(yīng)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(yīng)在第24 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),CO2的體積分?jǐn)?shù)為__________(保留三位有效數(shù)字),化學(xué)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(zhuǎn)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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