【題目】鈦礦工業(yè)中的硫酸酸性廢水富含Ti、Fe等元素,其綜合利用如下:
已知:TiO2+易水解,只能存在于強(qiáng)酸性溶液中。
(1)TiO2+鈦的化合價(jià)為________________。
(2)步驟Ⅰ中加入鐵屑的作用是________________________。(以離子方程式表示)
(3)操作a是_________ 、__________、過(guò)濾、洗滌、干燥 。
(4)步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________;反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下,其目的是____________________________________。
(5)已知Ksp=[Fe(OH)2] = 8×10-16。步驟Ⅲ中,F(xiàn)eCO3達(dá)到溶解平衡時(shí),若室溫下測(cè)得溶液的pH為8.5,所得的FeCO3中沒(méi)有Fe(OH)2。則溶液中c(Fe2+)小于________ mol/L。步驟Ⅳ中,為了得到較為純凈的Fe2O3,除了適當(dāng)?shù)臏囟韧,還需要采取的措施是___________。
(6)向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末易得到固體TiO2 nH2O。請(qǐng)結(jié)合平衡移動(dòng)原理和化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因_________________________________。
【答案】+4 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ 避免溫度過(guò)高碳酸氫銨分解,減少Fe2+的水解或氧化 8×10-5 向反應(yīng)容器中補(bǔ)充適量的空氣 溶液中存在水解平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2nH2O+2H+,加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng),降低了溶液中c(H+),促進(jìn)水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移動(dòng)
【解析】
鈦礦工業(yè)中的酸性廢水富含Ti、Fe等元素,含有TiO2+、Fe2+、Fe3+等離子,加入鐵粉還原鐵離子得到亞鐵離子,通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)濾洗滌、干燥得到硫酸亞鐵晶體,配制成溶液調(diào)節(jié)溶液PH5-5.8范圍內(nèi),加入足量碳酸氫銨,過(guò)濾得到碳酸亞鐵沉淀,在坩堝中灼燒得到氧化鐵,過(guò)濾后得到富含的TiO2+溶液,加入Na2CO3粉末與H+反應(yīng),降低了溶液中c(H+),使平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2·n H2O+2H+向生成TiO2·n H2O的方向移動(dòng),可得到TiO2粗產(chǎn)品。
(1)離子中各元素化合價(jià)代數(shù)和等于離子所帶電荷數(shù),元素為-2價(jià),則TiO2+鈦的化合價(jià)為+4價(jià)。
(2)加入鐵粉,首先發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+,其次發(fā)生Fe+2H+=Fe2++H2;
(3)操作a是溶液中得到溶質(zhì)固體,方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)濾洗滌、干燥;
(4)步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)是硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑,反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下,是為了避免溫度過(guò)高碳酸氫銨分解,減少鐵離子的水解程度;
(5)室溫下測(cè)得溶液的pH為8.5,c(OH-)=10-14/10-8.5=1×10-5.5,由題中數(shù)據(jù)可知,溶液中c(Fe2+)·c(OH-)2=1×10-6×(1×10-5.5)2=1×10-17<Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16,故無(wú)Fe(OH)2沉淀生成;
(6)富含的TiO2+溶液,加入Na2CO3粉末與H+反應(yīng),降低了溶液中c(H+),使平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2nH2O+2H+向生成TiO2·n H2O的方向移動(dòng),可得到TiO2粗產(chǎn)品.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1的是( )
A.將0.1mol膽礬固體溶于100mL水中
B.將22.4LHCl氣體溶于水配成1L溶液
C.將1L10mol·L-1的濃鹽酸與9L水混合
D.10gNaOH固體溶解在水中配成250mL溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25 ℃時(shí),部分物質(zhì)的電離常數(shù)如表所示:
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 |
電離常數(shù) | 1.7×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)相同pH的CH3COONa、NaHCO3、Na2CO3濃度由大到小的順序?yàn)?/span>__________
(2)常溫下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀釋過(guò)程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)一定變小的是________(填字母,下同)。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(H+)/c(OH-)
(3)現(xiàn)有10mLpH=2的鹽酸溶液,進(jìn)行以下操作:
a.與pH=5的鹽酸等體積混合,則pH=_____________;
b.向該鹽酸溶液中加入10mL0.02mol/LCH3COONa溶液,則該混合溶液中存在的物料守恒式為__________________;
c.向該鹽酸溶液中加入等體積等濃度的Na2CO3溶液,則混合溶液中存在的電荷守恒式為_______________________;
d. 下列關(guān)于體積都為10mL,pH=2的A(鹽酸)和B(CH3COOH)溶液說(shuō)法正確的是_____ (填寫(xiě)序號(hào))。
①與等量的鋅反應(yīng)開(kāi)始反應(yīng)時(shí)的速率A=B
②與等量的鋅反應(yīng)(鋅完全溶解,沒(méi)有剩余)所需要的時(shí)間A>B
③加水稀釋100倍,pH大小比較:4=A>B>2
④物質(zhì)的量濃度大小比較:A>B
⑤分別與10mLpH=12的NaOH溶液充分反應(yīng)后的溶液pH大小比較:A<B
e. 現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定氨水,應(yīng)選用________指示劑,下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的是___。
A.未用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管
B.滴定前錐形瓶?jī)?nèi)有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失
D.觀察讀數(shù)時(shí),滴定前仰視,滴定后俯視
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,光照對(duì)反應(yīng)幾乎沒(méi)有影響的是( )
A. 氯氣與氫氣的反應(yīng)
B. 氯氣與甲烷的反應(yīng)
C. 氧氣與甲烷的反應(yīng)
D. 次氯酸的分解
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述中,錯(cuò)誤的是
A. 原子半徑:Na>Mg>O
B. 13C和14C屬于同位素
C. 0族元素是同周期中非金屬性最強(qiáng)的元素
D. N和P屬于第ⅤA族元素,HNO3酸性比H3PO4的強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A.1mol H2O的質(zhì)量為18g/mol
B.40gNaOH溶解在1L水中,形成溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol/L
C.3.01×1023個(gè)SO2分子質(zhì)量為32 g
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol任何物質(zhì)體積均為22.4L/mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┏ルs質(zhì),從而得到純凈的NaNO3晶體,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)流程中下列物質(zhì)的化學(xué)式:試劑X____。
(2)上述實(shí)驗(yàn)流程中①②③步均要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____(填操作名稱(chēng))。
(3)上述實(shí)驗(yàn)流程中加入過(guò)量Na2CO3溶液的目的是____________。
(4)按此實(shí)驗(yàn)方案得到的溶液3中肯定含有雜質(zhì)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以向溶液3中加入適量的________(填化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A. 1molH2和1molI2在加熱條件下充分反應(yīng),生成HI的分子數(shù)為2NA
B. 10g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇溶液含有的氫原子數(shù)目為0.6NA
C. 20mL0.1 mol/LAlCl3溶液中,水解形成Al(OH)3膠體粒子數(shù)為0.002NA
D. 0.1molNa2O2和Na2O的混合物中含有的離子總數(shù)等于0.3NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如表所示的五種元素中,W、X、Y、Z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說(shuō)法正確的是
A. X、Y、Z三種元素最低價(jià)氫化物的沸點(diǎn)依次升高
B. 由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價(jià)鍵
C. T的氫化物的沸點(diǎn)一定高于同主族元素形成的其他氫化物
D. T元素單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,T與Z元素可形成化合物TZ4
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