纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干,焙烧除去水分得到粉体TiO2。
用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小,用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为_____________ ___ ________________。
(2)检验TiO2·xH2O中Cl-是否被除净的方法是________________ ________________。
(3)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是_________ _______;使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的_____ ___(填字母代号)。
(4)滴定终点的现象是______________________________________________________。
(5)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为________________.
(6)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果________。
(10分)2007年诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔建立了合成氨反应机制。T=673K时,各步反应的能量变化如图所示,图中的能量单位为kJ·mol-1(注:图中“吸”表示在催化剂表面的吸附)。请回答下列问题:
(1)合成氨反应的机理为
①
②N2N2吸
2N
2N吸
③N吸+H吸NH吸
④NH吸+H吸NH2吸
⑤NH2吸+H吸NH3吸
NH3
(2)T=673K,合成氨反应的热化学方程式为。
(3)液氨和水颇为相像,它能溶解多种无机及有机分子,其电离方程式可表示为2NH3+
(某温度下其离子积常数为10-30)。液氨中的pNH4与水中的pH相似,则该温度下液氨的pNH4=_________________。
(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物。它易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式_________________。
(8分)由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_______。
A.△H>0,△S>0;B.△H>0,△S<0;
C.△H<0,△S<0;D.△H<0,△S>0。
(2)该反应平衡常数K的表达式为_______________。
(3)温度降低,平衡常数K_____(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2) 为:
________________________
(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有______。
A.升高温度;B.加入催化剂;
C.将H2O(g)从体系中分离; D.再充入1molCO2和3molH2;
E.充入He(g),使体系总压强增大。
(7分)如下图,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A,B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。根据图分析回答:
(1)R为____极,S为_____极。
(2)A附近溶液的现象是__________,B附近发生的电极反应式为:
。
(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____(填A或B)。
(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,有关的电极反应式为(−)(+)。
(8分)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。
(1)向该溶液中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式是
向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程是
(2)现将0.04 mol·L-1HA溶液和0.02 mol·L-1NaOH 溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
①若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(Na+)c(CN−)(填“<”“=”“>”)
②若HA为CH3COOH ,该溶液显酸性。溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是。
(4分)在温度t℃下,某NaOH的稀溶液中c(H+)=10−a mol/L,c(OH−)=10−b mol/L,已知a+b=12,该温度下水的离子积Kw=_______;t______25℃(填“大于”、“小于”或“等于”)。向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(t℃),测得混合溶液的部分pH如下表所示,假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为_____________ 。
序号 |
NaOH溶液的体积/mL |
盐酸的体积/mL |
溶液的pH |
① |
20.00 |
0.00 |
8 |
② |
20.00 |
20.00 |
6 |