【题目】(本题满分18分)钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,TiOSO4遇水会水解.
请回答下列问题:
(1)操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有 ,操作2是 、过滤,副产品主要成分的化学式为 。
(2)请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理 。
(3)已知钛的还原性介于铝和锌之间,估计钛能耐腐蚀的原因之一是,如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是。
(4)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解质,用碳块作电解槽,其阴极反应的电极反应式为 。
(5)为测定溶液中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2++Al+6H+═3Ti3++AlO3++3H2O,过过滤后,取出滤液20.00mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用 (填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000molL﹣1FeCl3溶液,发生Ti3++Fe3+═Ti4++Fe2+,当溶液出现红色达到滴定终点,用去了30.00mLFeCl3溶液,待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是 。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒;蒸发浓缩、冷却结晶;FeSO4;(2)溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,当加热升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3;(3)钛表面形成一层致密的氧化膜(或钛的内部结构紧密);TiCl4+4NaTi+4NaCl;(4)TiO2+4e﹣=Ti+2O2﹣;(5)酸式滴定管;1.50 molL﹣1
【解析】
试题分析:用浓硫酸处理钛铁矿,钛铁矿用浓硫酸溶解,反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,向所得溶液中加入大量水稀释后加入过量铁粉还原铁离子,过滤得到滤液通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到TiO2+滤液,和副产品FeSO4,滤液中加入水加热过滤得到H2TiO3,H2TiO3加热灼烧得到TiO2,加入氯气、过量碳高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳,四氯化钛和金属镁高温加热反应得到氯化镁和钛金属;
(1)操作1为过滤用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒,操作2的实验步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶,加入过量铁屑后溶液中含有Fe2+离子,则过滤后可得FeSO47H2O(或FeSO4),副产品主要成分的化学式为FeSO4;
(2)加热的目的是促进TiO2+水解生成H2TiO3,分离出固体加热得到TiO2,溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,当加热升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3;
(3)钛的还原性介于铝与锌之间,氧化铝是一层致密的氧化膜,因此钛能耐腐蚀的原因钛表面形成一层致密的氧化膜(或钛的内部结构紧密);活泼金属钠可以将金属钛置换出来,反应的方程式为TiCl4+4NaTi+4NaCl,Zn、和Fe的金属活泼性不如钛,不能置换。
(4)因TiO2作阴极,得到电子,被还原得到单质Ti,阴极电极反应式为:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
(5)准确滴加氯化铁溶液可使用滴定管,氯化铁有较强的氧化性,且其溶液呈酸性,应用酸式滴定管;设待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是c mol/L,则:
TiOSO4 ~ Ti3+ ~Fe3+
1 1
0.01L×c mol/L×20ml/100ml 0.1000molL-1×0.03L
解得c=1.5。
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【题目】CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是
A. 相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想
B. Y可以是葡萄糖溶液
C. 利用途径②制备16g硫酸铜,被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol
D. 途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2
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【题目】医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是__________________ 。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③___________________。
(3)测定样品中Cl-含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000mol/L AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①步骤a中进行定容操作时视线应 ,直到 。
②上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有__________________。
③计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为______________。
④若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),某同学认为偏高的原因可能是样品中存在少量的NaCl,要验证该同学的观点应进行的实验为 (填实验名称)。
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【题目】下列各元素的性质或原子结构递变规律错误的是
A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素的最高正价依次升高
C. Li、NA、K的金属性依次减弱
D. N、O、F原子半径依次减小
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【题目】一种以2mol/L Na2SO4水溶液为电解质的钠离子电池的总反应如下:NaTi2(PO4)3 +Zn+ Na2SO4Na3Ti2(PO4)3 +ZnSO4。其中P的化合价为+5,下列有关说法正确的是( )
A.放电时,NaTi2(PO4)3发生氧化反应
B.放电时,钠离子向负极移动
C.充电时,阳极反应式为:Zn-2e- =Zn2+
D.充电时,每移动0.2mol电子,消耗0.1mol Na3Ti2(PO4)3
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【题目】【化学-选修5:有机化学基础】 (15分)
用于治疗精神疾病的药物半富马酸喹硫平的一仲合成路线如下所示:
请回答下列问题:
(1)A中除硫醚键(-S-)外,还含有的官能团是______,反应③是l,3-丁二烯发生l,4-加成反应,则B的系统命名为___________。
(2)反应①~⑤中属于取代反应的有________(选填序号);流程中设计反应⑤和⑦的目的是___________________。
(3)写出反应⑦的化学方程式_____________。
(4)l,3-丁二烯分子中最多有_______个原子共平面,聚l,3-丁二烯的结构简式为__________。
(5)C的同分异构体有多种,符合下列条件的物质的结构简式为_________
① 能发生银镜反应;
② 能与NaoH溶液反应,与NaHCO3溶液不反应;
③ 核磁共振氢谱只有三组峰
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【题目】一般较强酸可制取较弱酸,这是复分解反应的规律之一。
已知在常温下:K(C6H5OH)=1.2×10-10 K(CH3COOH)=1.8×10-5
K(H2CO3)=4.3×10-7 K(HCO3-)=5.6×10-11 K(HCN)=4.9×10-10
(1)请根据上述信息求Na2CO3+C6H5OHNaHCO3+C6H5ONa的化学平衡常数K=_________;
(2)常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9molL-1,则该电解质可能是____(填序号);
A. CuSO4
B. HCl
C. Na2S
D.NaOH
E.K2SO4
(3)常温下,将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性
①浓度为1.0×l0-3mol.L-1的氨水bL;
②c(OH-)=1.0×10-3mol.L-l的氨水cL;
③c(OH-)=1.0×10-3molL-1的氢氧化钡溶液dL.
则a、b、c、d之间由大到小的关系是:_________;
(4)一定温度下,向等体积纯水中分别加入等物质的量的CH3COONa和NaCN,两溶液中阴离子的总物质的量分别为n1和n2,则n1和n2的关系为n1_______n2(填“>”、“<”或“=”);
(5)己知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2L-2,向50mL 0.018molL-1的AgNO3溶液中加入相同体积0.020molL-1的盐酸,则c(Ag+)=_______,此时所得混合溶液的pH=_________。
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