TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:
有关物质性质如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其他 |
CCl4 | -23 | 76 | 与TiCl4互溶 |
TiCl4 | -25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:①停止通N2 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是_________________________________________________
_______________________。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)。
(1)干燥管 浓H2SO4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致TiOSO4提前水解,产生H2TiO3沉淀 ②Fe2+ Fe2O3
【解析】 (1)注意审题,该反应是在无水无氧条件下制备的;安装完装置,首先检查气密性,然后装入药品。根据反应条件,N2必须进行干燥处理(干燥管)。然后通过N2排除系统内的空气(O2),点燃酒精灯,使反应发生。为了防止倒吸,反应结束后,应先熄灭酒精灯,再冷却到室温,最后停止通N2。在D中冷凝的液体有CCl4和TiCl4,根据沸点不同,可采用分馏的方法分离。
(2)①加入H2SO4,除发生FeTiO3酸溶外,还发生反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,为了使Fe3+转化成Fe2+,所以应加入Fe粉(A),钛液中含有FeSO4和TiOSO4,考虑到温度越高,TiOSO4的水解程度越大,造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀,在过滤时,造成钛损失。
②由于Fe2+不可能全部结晶生成绿矾,造成H2TiO3中含Fe2+,滴入H2O2发生反应2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,所以当加入KSCN后,显红色,由于在H2TiO3中含Fe2+,所以煅烧后会发生反应生成Fe2O3,造成TiO2发黄。
科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第5讲化学反应与能量练习卷(解析版) 题型:选择题
下图是N2与H2反应生成NH3的过程中能量变化的曲线图:下列叙述正确的是( )。
A.该反应的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92 kJ
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的反应热减小
D.在温度、体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184>Q2>2Q1
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第2讲化学常用计量练习卷(解析版) 题型:选择题
设N0为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )。
A.1.0 L 1.0 mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0
B.12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5N0
C.25 ℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1N0
D.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9N0
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第15讲实验化学练习卷(解析版) 题型:实验题
对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂、浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在CCl4溶液中,加入乙酸酐(有脱水作用),45 ℃反应1 h。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(1)上述实验中过滤的目的是_____________________________________。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于________层(填“上”或“下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有_________________________________________________________。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 | 硝化产物中各种异构体质量分数(%) | 总产率(%) | |||
对硝基甲苯 | 邻硝基甲苯 | 间硝基甲苯 | |||
浓H2SO4 | 1.0 | 35.6 | 60.2 | 4.2 | 98.0 |
1.2 | 36.5 | 59.5 | 4.0 | 99.8 | |
NaHSO4 | 0.15 | 44.6 | 55.1 | 0.3 | 98.9 |
0.25 | 46.3 | 52.8 | 0.9 | 99.9 | |
0.32 | 47.9 | 51.8 | 0.3 | 99.9 | |
0.36 | 45.2 | 54.2 | 0.6 | 99.9 | |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为________。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是_________________________________________________________。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有________________、________________。
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第14讲物质结构与性质练习卷(解析版) 题型:填空题
短周期非金属元素A、B、C的核电荷数依次增大,A原子的外围电子排布式为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。元素D、E都位于第四周期,其中E的核电荷数为29,D原子的核外未成对电子数在同周期中是最多的。请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________。
(2)已知(AB)2分子中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,且每个原子的最外层电子数均满足8电子结构,则其结构式为________,1 mol该分子中含有的π键的数目为________。
(3)基态D原子的外围电子排布式为________。化合物DO2Cl2的熔点是-96.5 ℃,沸点是117 ℃,则固态DO2Cl2属于________晶体。
(4)已知元素E的氢化物的晶胞结构如上图所示,则其化学式为___________
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第12讲化学实验基础练习卷(解析版) 题型:实验题
制备氮化镁的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是________________________________,
a的名称是________,b的名称是________;
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式___________________;
(3)C的作用是______________________________________________________,
D的作用是____________________________________________________,
是否可以把C和D的位置对调并说明理由_____________________________;
(4)写出E中发生反应的化学方程式_________________________________;
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象____________________________________________________。
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第12讲化学实验基础练习卷(解析版) 题型:选择题
为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )。
被提纯的物质除杂试剂分离方法
A溴化钠溶液(NaI)新制氯水、CCl4萃取、分液
B氯化铵溶液(FeCl3)氢氧化钠溶液过滤
C二氧化碳(CO)氧化铜粉末通过灼热的氧化铜粉末
D碳酸钠(偏铝酸钠)盐酸过滤
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习江苏专用 第10讲金属元素及其化合物练习卷(解析版) 题型:填空题
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为______________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:____________________。
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮复习提分训练 专题7水溶液中的离子平衡练习卷(解析版) 题型:填空题
钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知:
SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO42- (aq) Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO32- (aq) Ksp=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为________________________,该反应的平衡常数表达式为____________;该反应能发生的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应,实验证明增大CO32-的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将________;
②增大CO32-的浓度,平衡常数K将________。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为_____________________。
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