TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。
I.工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:
其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO?答: (填“需要”或“不需要”)。
(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的化学方程式。
答: 。
II.TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:
“方法一”是电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,用碳块作电解槽池。
(3)阴极反应的电极反应式为___________________________________。
(4)电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。
“方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生:
TiO2 (s)+2Cl2 (g)
TiCl4(l)+O2 (g) ΔH=+151 kJ·mol-1
所以不能直接由 TiO2 和 Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行。
(5)已知:C(s)+O2 (g) = CO2 (g) ΔH=-394 kJ·mol-1。请填空:
TiO2 (s)+C (s)+2Cl2 (g) = TiCl4 (l)+CO2 (g) ΔH= ______________
(6)从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因。
答:____________________________________________。
按要求写出方程式。
(1) 氢氧化铜溶于盐酸(写出离子方程式)
(2)NaHSO4溶于水(写出电离方程式)
(3)CO32— +2H+=CO2↑+H2O(写出对应的化学方程式)(写出一个即可)
(6分)有以下物质(请根据题意填序号)
| A.Na | B.Cl2 | C.FeCl3溶液 | D.稀硫酸 E、硫酸 F、CaCO3 |
G、 CaOH、NaOH I、蔗糖 J、HClK、盐酸
(1)属于电解质的是
(2)属于非电解质的是
(方程式2分,(4)题2分,其余每空1分,共8分)某地有一池塘,生长着丰富的水生植物和多种鱼、虾。后来,由于化工厂将大量污水排入池塘中,使水质恶化,各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题:
(1)从生态平衡角度看,池塘这种变化说明了。
(2)造成这种变化的原因是。
(3)经检验,污水中含有0.012mol/L的游离溴,可用亚硫酸钠除去污水中的溴,请写出其化学方程式:。
(4)处理10L这种污水需加入0.05mol/L的亚硫酸钠升才能将溴全部除去。
(5)要使池塘恢复本来面目,首先要解决的问题是________
______,首先要恢复的生物是______________。
(方程式2分,其余每空1分,共11分)
(1)空气污染指数是根据空气中、、等污染物的浓度计算出来的数值。
(2)糖类可分为、和。蔗糖、麦芽糖和乳糖属
于。
(3)下表是我国部分城市空气质量周报,阅读并回答下列问题:
| 城市 |
污染 指数 |
首 要污染物 |
空气质量级别 |
城市 |
污染 指数 |
首要 污染物 |
空气质量级别 |
| 北京 |
92 |
TS P |
II |
济南 |
76 |
TSP |
II |
| 天津 |
82 |
TSP |
II |
武汉 |
83 |
NOx |
II |
| 哈尔滨 |
96 |
TSP |
II |
重庆 |
98 |
SOx |
II |
| 上海 |
74 |
NOx |
II |
长沙 |
61 |
TSP |
II |
| 注:TSP——空气中的飘尘 |
①最容易出现酸雨的城市是
;为减少城市酸雨的产生,可采取以下措施中的
。
A.改善燃煤质量,限制高硫煤炭的开采B.禁止用煤作燃料
C.调整和优化能源结构,加快开发和利用新能源。D.向已酸化的土壤中加石灰
②汽车尾气(含有CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器,其特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO与NO反应的化学方程式_______________________ 。
在某一容积为5 L的密闭容器内,加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2
O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g);反应中CO2的浓度随时间变化情况如右图:
(1) 根据图上数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)=mol/(L·min);该温度下的平衡常数K=。
(2) 不能作为判断该反应达到平衡的依据是________________。(填序号)
① CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 ②正、逆反应速率都为零
③ CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 ④混合气体的密度不再发生变
化
(3) 如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)=________________mol/L。
(4) 427℃时该反应的平衡常数为9.4,请结合(
1)中的计算结果回答,如果升高温度该反应平衡向方向移动。