【題目】鈦被稱為“二十一世紀(jì)金屬”,工業(yè)上用鈦鐵礦制備金屬鈦的工藝流程如下:
已知:鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4,TiOSO4遇水會(huì)水解。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)操作1用到的玻璃儀器除燒杯外還有 ,操作2是 、過濾,副產(chǎn)品主要成分的化學(xué)式為 。
(2)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理 。
(3)已知鈦的還原性介于鋁與鋅之間,估計(jì)鈦能耐腐蝕的原因之一是 。如果可從Na、Zn、Fe三種金屬中選一種金屬代替流程中的鎂,那么該金屬跟四氯化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(4)電解TiO2來獲得Ti是以TiO2作陰極,石墨為陽(yáng)極,熔融CaO為電解質(zhì),用碳?jí)K作電解槽,其陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式是 。
(5)為測(cè)定溶液中TiOSO4的含量,首先取待測(cè)鈦液10 mL用水稀釋至100 mL,加過量鋁粉,充分振蕩,使其完全反應(yīng):3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。過濾后,取出濾液20.00 mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示劑,用 (填一種玻璃儀器的名稱)滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液,發(fā)生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色達(dá)到滴定終點(diǎn),用去了30.00mL FeC13溶液。待測(cè)鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量濃度是 。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (或濃縮、結(jié)晶);FeSO4·7H2O或FeSO4
(2)溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,當(dāng)加入水稀釋、升溫后,平衡正向移動(dòng)
(3)鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密) TiCl4+4NaTi+4NaCl
(4)TiO2 + 4e- = Ti + 2O2-
(5)酸式滴定管 1.50 molL-1
【解析】
試題分析:用濃硫酸處理鈦鐵礦,鈦鐵礦用濃硫酸溶解,反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4,向所得溶液中加入大量水稀釋后加入過量鐵粉還原鐵離子,過濾得到濾液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到TiO2+濾液,和副產(chǎn)品FeSO4,濾液中加入水加熱過濾得到H2TiO3,H2TiO3加熱灼燒得到TiO2,加入氯氣、過量碳高溫加熱反應(yīng)生成TiCl4和一氧化碳,四氯化鈦和金屬鎂高溫加熱反應(yīng)得到氯化鎂和鈦金屬;(1)操作1為過濾用到的玻璃儀器除燒杯外還有漏斗、玻璃棒,操作2的實(shí)驗(yàn)步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,加入過量鐵屑后溶液中含有Fe2+離子,則過濾后可得FeSO47H2O(或FeSO4),副產(chǎn)品主要成分的化學(xué)式為FeSO4,故答案為:漏斗、玻璃棒;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;FeSO4;(2)加熱的目的是促進(jìn)TiO2+水解生成H2TiO3,分離出固體加熱得到TiO2,溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,當(dāng)加熱升溫后,平衡正向移動(dòng),生成H2TiO3;
(3)鈦的還原性介于鋁與鋅之間,氧化鋁是一層致密的氧化膜,估計(jì)鈦能耐腐蝕的原因鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密);活潑金屬鈉可以將金屬鈦置換出來:TiCl4+4NaTi+4NaCl,Zn、和Fe的金屬活潑性不如鈦,不能置換。
(4)因TiO2作陰極,得到電子,被還原得到單質(zhì)Ti,陰極電極反應(yīng)式為:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
(5)準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用滴定管,氯化鐵有較強(qiáng)的氧化性,且其溶液呈酸性,應(yīng)用酸式滴定管;
設(shè)待測(cè)鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量濃度是c mol/L,則:
TiOSO4 ~Ti3+ ~Fe3+
1 1
0.01L×c mol/L×20ml/100ml 0.1000molL-1×0.03L
解得c=1.5;故答案為:酸式滴定管;1.5 molL-1.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)中生成的CO2氣體體積隨反應(yīng)時(shí)間變化的情況,繪制曲線.請(qǐng)分析討論以下問題。
(1)碳酸鈣與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),這是由于反應(yīng)物的總能量 (填“大于”或“小于”)生成物的總能量。
(2)在0~t1、t1~t2、t2~t3、t3~t4各相同的時(shí)間段里,收集到氣體最多的是 時(shí)間段。反應(yīng)速率最大的是 時(shí)間段,反應(yīng)速率最小的是 時(shí)間段。
(3)t1~t2時(shí)間段里影響反應(yīng)速率的主要外界因素 、t2~t3時(shí)間段里影響反應(yīng)速率的主要外界因素是 (填“溫度”或“濃度”或“壓強(qiáng)”或“催化劑”)(提醒:多填不得分)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】納米ZnO在催化、醫(yī)藥及橡膠等新材料方面有廣闊的應(yīng)用前景,下面是制備納米ZnO的相關(guān)工藝流程,試回答有關(guān)問題:
已知:Ksp[Zn(OH)2]=4.5×10-17,且Zn(OH)2具有兩性。
(1) 試劑A是_____,試劑B是______,步驟I生成BaSO4的離子方程式是 。
(2)步驟II中,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至 (填序號(hào))。
a.3~5 b.5 c.8~9 d.12~14
(3)步驟II中“回流”時(shí)必須用到下列儀器中的 (填序號(hào))。
a.分液漏斗 b.溫度計(jì) c.空氣冷凝管 d.球形冷凝管
(4)已知,在實(shí)驗(yàn)室中用200 mL 0.25 mol/L ZnSO4溶液與50 mL 8mol/L的試劑A反應(yīng),則加入固體試劑B的質(zhì)量為 (計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。
(5)步驟II在加熱回流的同時(shí),要蒸出 (填物質(zhì)名稱),該物質(zhì)可循環(huán)使用。
(6)納米ZnO也可以用以下流程制備(其中反應(yīng)②生成了兩種碳的化合物)。
書寫相關(guān)的化學(xué)方程式① ,② 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】黃銅礦(主要成分為CuFeS2 ,S為-2價(jià))是工業(yè)煉銅的主要原料,現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含SiO2),為了測(cè)定該黃銅礦的純度,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.84g,在空氣存在下進(jìn)行煅燒,發(fā)生如下反應(yīng):
實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的置于錐形瓶中,用0.0500mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。請(qǐng)回答下列問題:
(1)中氧化產(chǎn)物是 ,當(dāng)生成0.3molSO2氣體時(shí),轉(zhuǎn)移電子 mol。
(2)將樣品研細(xì)后再反應(yīng),其目的是 ;裝置c的作用是 。
(3)用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定d中溶液的離子方程式是 ,滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是 。
(4)上述反應(yīng)結(jié)束后,仍需通一段時(shí)間的空氣,其目的是 。
(5)通過計(jì)算可知,該黃銅礦的純度為 。
(6)若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液,測(cè)得黃銅礦純度偏高,假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確,可能的原因主要是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(一)某化學(xué)興趣小組欲選用下列裝置和藥品制取純凈乙炔并進(jìn)行有關(guān)乙炔性質(zhì)的探究,試回答下列問題。
(1)A中制取乙炔的化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________。
(2)制乙炔時(shí),旋開分液漏斗的活塞,使水緩慢滴下的原因是________________________,
通常用 代替蒸餾水.
(3)用電石制得的乙炔中常含有H2S、PH3等雜質(zhì),除去雜質(zhì)應(yīng)選用________(填序號(hào),下同)裝置,氣體應(yīng)從________進(jìn);干燥乙炔最好選用________裝置。
(4) 制取乙炔時(shí),為防止產(chǎn)生的泡沫涌入導(dǎo)氣管,應(yīng) 操作
(二)溴乙烷性質(zhì)的探究:
用如圖實(shí)驗(yàn)裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈略) 驗(yàn)證溴乙烷的性質(zhì):
Ⅰ:在試管中加入10 mL6mol/L NaOH溶液和2 mL 溴乙烷,振蕩。
II:將試管如圖固定后,水浴加熱。
(1)觀察到___________現(xiàn)象時(shí),表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)。
(2)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中發(fā)生的是消去反應(yīng),將生成的氣體通入如圖裝置。A試管中的水的作用是 ,若無A試管,B試管中的試劑應(yīng)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可用“鍵線式”簡(jiǎn)化表示,如CH3-CH=CH-CH3可簡(jiǎn)寫為。有機(jī)物X的鍵線式為,Y是X的同分異構(gòu)體,且屬于芳香烴。下列有關(guān)Y的說法正確的是( )
A.Y能使酸性KMnO4溶液褪色,所以是苯的同系物
B.Y能使溴水褪色,且靜置后不分層
C.Y不能發(fā)生取代反應(yīng)
D.Y能發(fā)生加聚反應(yīng)生成
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2015年,我國(guó)科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。由青蒿素合成衍生藥物蒿甲醚的合成路線如下:下列說法正確的是( )
A.①、②反應(yīng)依次為還原反應(yīng)、取代反應(yīng)
B.上述三種有機(jī)物的含氧官能團(tuán)完全相同
C.青蒿素因含酯基具有氧化性和殺菌功能
D.蒿甲醚的化學(xué)式為C16H24O5
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無水三氯化鐵易升華,有強(qiáng)烈的吸水性,是一種用途比較廣泛的鹽。
(1)實(shí)驗(yàn)室中可將FeCl3溶液 、 、過濾、洗滌干燥得FeCl3·6H2O;再 ,得到無水FeCl3。
(2)室溫時(shí)在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)溶液pH為2.7時(shí),F(xiàn)e3+開始沉淀;當(dāng)溶液pH為4時(shí),c(Fe3+)= mol·L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(3)利用工業(yè)FeCl3制取純凈的草酸鐵晶體[Fe2(C2O4)3·5H2O]的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示:
①為抑制FeCl3水解,溶液X為 。
②上述流程中FeCl3能被異丙醚萃取,其原因是 ;檢驗(yàn)萃取、分液后所得水層中是否含有Fe3+的方法是 。
③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗滌,其目的是 。
④為測(cè)定所得草酸鐵晶體的純度,實(shí)驗(yàn)室稱取a g樣品,加硫酸酸化,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)置于右圖所示儀器 (填“甲”或“乙”)中;下列情況會(huì)造成實(shí)驗(yàn)測(cè)得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是 。
a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
b.滴定管滴定前尖嘴部分有氣泡,滴定后消失
c.滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示。下列說法中正確的是( )
A. Y的原子半徑在同周期主族元素中最大
B. W的非金屬性比Z的弱
C. Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性在同主族元素中最強(qiáng)
D. W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸
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