(16分)二氧化钛是一种不溶于稀酸的物质,常用于制取金属钛。某种金红石矿石的主要成分是TiO2,含有Fe2O3和Al2O3杂质。一研究性学习小组设计如下方案制备金属钛,并得到其它副产品。
(1)已知Fe(OH)3、Al(OH)3,开始沉淀的pH数据(见下表)
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
A1(OH)3 |
开始沉淀pH |
1.5 |
3.3 |
向溶液I中滴加NaOH溶液,并调溶液pH,若开始只得到一种沉淀,该沉淀是
,应控制pH的范围是 ,反应的离子方程式是 ;
(2)向溶液Ⅱ中“继续加适量NaOH溶液”,若操作不当会减少滤渣Ⅲ的质量,请你设计另一种方案代替向溶液Ⅱ中“继续加适量NaOH溶液”的方案,该方案是 ,反应的离子方程式是 ;
(3)已知:①CO2(g)==C(s)+O2(g); △H="393.5" kJ·mol-l
②CO(g)+ O2(g)==CO2(g); △H=-283 kJ·mol-l
③TiO2(s)+2Cl2(g)==TiCl4(s)+O2(g);△H ="141" kJ·mol-l
写出TiO2与Cl2+C反应的热化学方程式 。
(4)若经过多步反应后制得b g金属钛,则金红石矿石中TiO2的质量分数为
甲学生急需3.0 mol·L-1稀硫酸做探究性实验,而此时实验室只有18.4 mol·L-1浓硫酸。请你为他配制100 mL 3.0 mol·L-1稀硫酸。
(1)建议配制过程如下:
①计算所需浓硫酸的体积是(准确到小数点后一位),量取浓硫酸所用的量筒的规格是(从下列中选用A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL)。
②稀释。具体操作过程是。
③待上步得到的稀释液充分冷却后,借助玻璃棒引流,注入。用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次,洗涤液也注入其中。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
④将蒸馏水注入容量瓶,待液面离容量瓶刻度线1-2cm,改用加水至液面与刻度线相切。盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
⑤将配好的溶液转移到试剂瓶中,交甲同学使用。
(2)在配制溶液过程中,遇到下列情况时,实际浓度会怎样?(填偏高、偏低或不影响)
A.所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水
C.所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤
D.定容时俯视刻度线
用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等、不相等”),所求中和热(填“相等、不相等”),
简述理由
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(12分)化学上常用燃烧法确定有机物组成,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成,图中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。完成下列问题:
(1)产生的氧气按从左到右流向,所选择的装置各导管的连接顺序是________________。
(2)C装置中浓硫酸的作用是____________。(3)D装置中MnO2的作用是__________________。
(4)燃烧管中CuO的作用是__________________。
(5)若准确称取0.9 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后,A管质量增加1.32 g,B管质量增加0.54 g,则该有机物的实验式为__________________________。
(6)若该有机物溶于水,其分子式中氢原子为4,则其结构简式为______________。
实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4++6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.5 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解在250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)上述操作步骤Ⅱ是否正确________(填“是”或“否”);若不正确,请改正_______________________________________________。(若正确,此空不填)
(2)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,溶液最终变成____________色。
(3)滴定结果如下表所示:
滴定 次数 |
待测溶液的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 |
1.02 |
21.03 |
2 |
25.00 |
2.00 |
21.99 |
3 |
25.00 |
0.20 |
20.20 |
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
某实验小组的同学为探究一氧化氮的性质,欲选用下列实验装置来制取一氧化氮。
A B C D
请回答下列问题:
(1)用上图中所示的装置制取一氧化氮,选用仪器连接的顺序应是A接_________。
(2)现欲用15 mol/L HNO3溶液配制500 mL、1 mol/L HNO3溶液时,要用到的仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒、量筒外,还必须使用的一种玻璃仪器是。
(3)稀硝酸具有强氧化性,在常温下就可以和铜发生反应生成一氧化氮气体,写出该反应的化学方程式:___________________________________________________。
(4)实验开始时,该小组同学发现在烧瓶中有红棕色气体产生,请你用化学方程式来表示产生这种现象的原因:_________________________________________________。
(5)一氧化氮和一氧化碳是汽车尾气中的主要污染物。目前,汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。治理汽车尾气中的NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO与CO反应,生成CO2和N2。反应的化学方程式是。