( 12分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业,下列是有关钛的冶炼及应用的问题。
(1)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:TiO2(金红石)+2C+2Cl2 TiCl4+2CO
已知:C(S)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) H=+141 kJ·mol-1
则TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的H= ,
(2)钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一,主要反应原理为:4Na+TiCl4 4NaCl+Ti,该反应不能在水溶液中进行,一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2,另一原因 (用适当化学方程式辅以必要的文字说明)。
(3)镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法,其主要反应原理如下:
MgCl2 Mg+Cl2 TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti
从海水中提取MgCl2时,先在海水中加入熟石灰,沉淀出Mg(OH)2,写出Mg(OH)2溶度积表达式:
可加入适当过量的熟石灰,从Mg(OH)2溶解平衡角度解释其原因
(4)TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12(钛酸锂),Li4Ti5O12可与LiMn2O4(锰酸锂)等正极材料组成理离子二次电池,工作时Li+ 在电池内定向移动,其电池反应为:,使用时先充电,写出其充电式的阳极反应 ,放电时Li+的移动方向 。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)③、④、⑤的原子半径由大到小的顺序是____________________。
(2)②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是________________。
(3)①、②、④、⑤四种元素可形成中学常见的化合物M,写出M中存在的化学键类型_______;加热M固体可生成一种酸性氧化物,写出此氧化物的电子式______________________。
(4)由表中①④两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)________。
a.MnO2 b.Na2SO3 c.FeCl3 d.KMnO4
已知A是生产生活中用量最大的金属,B为淡黄色粉末。在常温下C为无色液体,E、G、H、I、J为气体,其中H为黄绿色,其它为无色。J能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(图中部分产物已略去)。
请填写下列空白
(1)写出化学式:D,K。
(2)写出②的离子方程式。
(3)反应④不属于下列何种反应类型(填字母序号)。
A. 化合反应 B. 氧化还原反应 C. 离子反应 D. 置换反应
(4)若要确定③反应后所得溶液中含有M物质,所选试剂为(填序号)。
A. KSCN溶液和氯水 B. 铁粉和KSCN
C. 浓氨水 D. 酸性高锰酸钾溶液
(5)将F加入到M的溶液里并露置在空气中,可以观察到整个过程的现象是:
。
(6)常温下,H与过量的J反应产生浓厚的白烟,另一生成物是空气的主要成分之一,请写出该反应的化学方程式。
FeCl3是一种用途比较广泛的盐。
(1)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成。刻制印刷电路时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,生成CuCl2和FeCl2。请写出反应的离子方程式。
(2)FeCl3在天然水中可生成氢氧化铁胶体,其沉降水中悬浮物的速度高于铝盐(如硫酸铝等),是城市污水及工业废水处理的高效絮凝剂。实验室制取氢氧化铁胶体的方法是(填字母序号)。
A.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,生成棕黄色液体即可。 |
B.在FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液 |
C.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水,并继续煮沸至生成红褐色液体 |
D.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水,并继续煮沸至生成红褐色沉淀 |
证明此胶体已经制成的最简单方法为。
(3)FeCl3可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,化学方程式如下:
2FeCl3+ 2KI = 2FeCl2+ I2+2KI
在上式上用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。向反应后的溶液中加入CCl4溶液,振荡、静置后会发现下层液体的颜色为色,再将混合液倒入(填仪器名称)中,将两层液体分离。
在①浓H2SO4②稀H2SO4③浓HNO3④稀盐酸⑤NaOH溶液⑥氨水 ⑦双氧水 ⑧氯气 ⑨铁粉 ⑩铜粉中选择最佳试剂,除去下列物质中所含有的少量杂质(括号内是杂质,填序号)。
(1)Fe2O3(SiO2)。(2)Na2CO3溶液(NaHCO3)。
(3)FeCl3溶液(FeCl2)。 (4)铁粉(铝粉)。
铅蓄电池是可充电型电池,它的正负极极板是惰性材料,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1) 该蓄电池放电工作时的负极材料是,用其电解氯化钠溶液,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下),理论上负极板的质量增加g。
充电时,上图中A极应接直流电源的(填“正极”或“负极”)。充电时A极的电极反应式是;
(2) MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式 。现以铅蓄电池为电源电解,当蓄电池中有0.4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为,MnO2的理论产量为 g。