Ⅰ、 四氯化钛是无色液体,沸点为136℃。它极易水解,遇空气中水蒸气即产生“白烟”(TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl↑)。在650℃~850℃下,将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。下图是某科研小组制备TiCl4的反应装置:
其主要操作步骤如下:
①连接好整套装置,在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间;
②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时,停止加热,从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止;
③将TiO2、炭粉混合均匀后,装入管式电炉中;
④将电炉升温到800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水。
试回答下列问题:
(1)正确的操作顺序为(填序号) ;
(2)装置A中的反应的离子方程式为 ;
(3)C装置中的反应的化学方程式为 。
Ⅱ、若该科研小组将刚吸收过少量SO2的NaOH溶液注入装置E对上述实验的尾气进行吸收处理,则吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl
、CO32-、OH
和SO
。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑盐类的水解).
(1)提出合理假设:
假设1:只存在SO32-;
假设2:既不存在SO32-也不存在ClO-;
假设3: 。
(2)设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:
a.3mo l
L-1 H2SO4 b.0.01mol
L-1 KMnO4 c.1mol
L-1 BaCl2
d.淀粉—KI溶液 e.酚酞试剂 f.品红溶液
| 实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 mol L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中。 |
|
| 步骤2:向A试管中滴加1~2滴 (填序号)。 |
若溶液 ,则假设1成立。 否则,则假设2或3成立。 |
| 步骤3:向B试管中滴加1~2滴 (填序号)。 |
若溶液 ,则假设3成立。 否则,结合步骤2,则假设2成立。 |
工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾( FeSO4·7H2O )。
⑴若用98% 1.84 g/cm3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液,则浓硫酸与水的体积比约为1:▲。
⑵为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率,某同学设计如下实验:取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中,然后加入5.00 g铁粉充分反应,收集到224 mL(标准状况)气体,剩余固体质量为3.88 g,测得反应后的溶液中Fe2+的物质的量为0.14 mol(不含Fe3+)。则该样品中Fe2+离子的氧化率为▲。
⑶硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.4 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40 mL 0.150 mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与V mL 0.2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。已知:MnO4-+Fe2++H+——Mn2++Fe3++H2O(未配平)
①V的取值范围为▲;
②若V=35,试计算混合物中CuS的质量分数。
近年来,我国的电子工业迅速发展,造成了大量的电路板蚀刻废液的产生和排放。蚀刻液主要有酸性的(HCl—H2O2)、碱性的(NH3—NH4Cl)以及传统的(HCl—FeCl3)等3种。蚀刻废液中含有大量的Cu2+,废液的回收利用可减少铜资源的流失。几种蚀刻废液的常用处理方法如下:
⑴ FeCl3型酸性废液用还原法处理是利用Fe和Cl2分别作为还原剂和氧化剂,可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有:Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=Fe2++H2↑,还
有 ▲ 、 ▲ 。(用离子方程式表示)。
⑵ HCl—H2O2型蚀刻液蚀刻过程中发生的化学反应用化学方程式可表示为:
▲ 。
⑶ H2O2型酸性废液处理回收微米级Cu2O过程中,加入的试剂A的最佳选择是下列中的 ▲ (填序号)
①酸性KMnO4溶液 ②NaCl(固) ③葡萄糖 ④甲醛
⑷ 处理H2O2型酸性废液回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度,当温度高于80℃时,产品颜色发暗,其原因可能是 ▲ 。
⑸ 碱性蚀刻液发生的化学反应是:2Cu+4NH4Cl+4NH3·H2O+O2 = 2Cu(NH3)4Cl2+6H2O,处理碱性蚀刻废液过程中加入NH4Cl固体并通入NH3的目的是 ▲ 。
某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链(如图所示),大大地提高了资源利用率,减少了环境污染。
请填写下列空白:
⑴写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式:▲。
⑵由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27,该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将▲(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失,该产业链中每合成19.2 t甲醇,至少需额外补充H2▲t。
⑶用甲醇-空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜(右图),
在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4 g。
①请写出燃料电池中的负极反应式:▲。
②燃料电池正极消耗空气的体积是▲(标准状况,空气中O2体积分数以20%计算)。
在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A—E为实验室
常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求
回答问题。
(1)实验室制取、收集干燥的NH3,需选用上述仪器装置中的 ▲ 。
(2)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是
▲ ,写出制纳米级碳酸钙的化学方程式: ▲ 。
(3)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级。
▲ 。
某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链(如图所示),大大地提高了资源利用率,减少了环境污染。
请填写下列空白:
(1)写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式: ▲。
(2)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27,该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将▲(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失,该产业链中每合成19.2 t甲醇,至少需额外补充H2▲t。
(3)用甲醇—空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜(右图),
在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。
①请写出燃料电池中的负极反应式:▲。
②燃料电池正极消耗空气的体积是▲(标准状况,
空气中O2体积分数以20%计算)。