金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉,我国有丰富的钛矿资源。
(1)钛冶炼的旧法是用金属钠热还原四氯化钛。
请回答下列问题:
①试推测,在金属系列中,钛属于 (填“较活泼”或“较不活泼”)的金属。金属钛耐腐蚀可能原因是 。
②TiC14 工业上是用过量焦炭、氯气与TiO2在高温下反应制得的,该反应的化学方程式为 。
(2)已知化合态的钛:有+4价和+3价,其中+3价极易被氧化。有关氢氧化物开始沉淀的pH如表l
表l 有关氢氧化物开始沉淀的pH
氢氧化物 |
Ti(OH)4 |
Ti(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
pH |
0.5 |
3.0 |
1.5 |
7.6 |
某地钛铁矿的主要成分为FeTiO3,含有少量杂质Al2O3、SiO2,提纯TiO2并得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如图l所示。
图1 工艺流程图
黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+、Fe2+,写出反应①主要的化学方程式: ;加入Fe的目的是 ;步骤④生成Ti(OH)4的离子方程式: 。
(3)钛冶炼的新法是电解法,图2是一种电解制钛的工艺(OS法)示意图。CaC12/CaO共熔体为质,在阴极,被还原的Ca进一步还原TiO2得到钛,写出阴极制得钛的有关反应方程式 。
(4)我国科学最新研发的技术——固体透氧膜提取金属钛(SOM)工艺(见图3):将钛氧化物(钛全看作Ti4+)矿熔于MCl—MF融盐体系(M为Na、K、Ca等),以石墨为阴极,阳极为覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层。固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开,只有氧离子可以通过,电解过程中阴极通入H2,则阳极电极反应式为 。
某研究小组为了研究不同条件下金属铝粉在过量稀硫酸中的溶解性能,设计如下实验。已知:c(H2SO4)="4.5" mol·L-1,反应均需要搅拌60min。
编号 |
温度/℃ |
加入某盐 |
H2SO4体积/mL |
H2O体积/mL |
铝粉加入量/g |
铝粉溶解量 /g |
① |
20 |
不加 |
40 |
0 |
2.0050 |
0.0307 |
② |
80 |
不加 |
40 |
0 |
2.0050 |
0.1184 |
③ |
t1 |
不加 |
20 |
V1 |
2.0050 |
﹨ |
④ |
t2 |
5 mL0.01 mol·L-1 CuSO4溶液 |
20 |
V2 |
2.0050 |
﹨ |
(1)实验①和②的目的是。
为了获得铝粉溶解量,还需要测量的数据是。
(2)实验①和③是为了研究硫酸的浓度对该反应的影响,则t1= ℃,V1= mL。
(3)实验③和④是为了研究加入CuSO4溶液对该反应的影响,则t2= ℃,V2= mL。
研究表明,在相同条件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是 。
Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-)。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生(SO4-·)的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生(SO4-·)的影响。
(1)溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图a所示。由此可知:溶液酸性增强,(填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-·。
(2)Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。
已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+,此外还可能会发生:SO4-· + Fe2+=SO42- + Fe3+
① 实验开始前,检验FeSO4溶液是否被氧化的试剂是 (化学式)。如被氧化可以观察到的现象是。
②当c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1时,4-CP降解率为%,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为。
③当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是。
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式:
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇催化反应是_____ 反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是____________;乙的作用是_______________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是__。
集气瓶中收集到的气体的主要成分是____________。
(4)试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有________________ 。
要除去该物质,可在混合液中加入_____________(填写字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过___________________(填实验操作名称)即可除去。
为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接,接,接;
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ____,丙中 ______;
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是;
(4)写出甲中反应的化学方程式。
过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素。反应的方程式为:CO(NH2)2+H2O2CO(NH2)2·H2O2。过氧化尿素的部分性质如下:
分子式 |
外观 |
热分解温度 |
熔点 |
溶解性 |
CO(NH2)2•H2O2 |
白色晶体 |
45℃ |
75~85℃ |
易溶于水、有机溶剂 |
合成过氧化尿素的流程及反应装置图如下:
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是;冷凝管中冷却水从(填“a”或“b”)口进入;
(2)反应器的加热方式是。
(3)搅拌器是否可用铁质材料(填“是”或“否”),原因是;
(4)步骤①采用减压蒸发的原因是。
(5)母液可以循环使用提高原料利用率,若欲从母液中分离出H2O2和尿素, 可采用的操作是
A.盐析、过滤 B.减压蒸馏、结晶
C.分液、过滤 D.常压蒸馏、萃取
(6)准确称取0.5000g产品于250mL锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,再加1mL6mol·L-1H2SO4,用0.1000mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL(尿素与KMnO4溶液不反应),则产品中CO(NH2)2•H2O2的质量分数为;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,则测得的过氧化尿素含量(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。