(12分)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”。工业上将TiO2与焦炭混合,通入Cl2高温下制得TiCl4;再将TiCl4提纯后,在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
回答下列问题:
(1)Ti元素原子的价电子排布式为_____________________。
(2)与CO互为等电子体的分子是___________。
(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为–37℃,沸点为136℃;TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾,同时产生H2TiO3固体。
① TiCl4为______化合物(填“离子”或“共价”)。
② TiCl4分子为正四面体形,则Ti为________杂化。
③ TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是_____________________________________。
④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是____________ (填操作名称)。
(4)配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子化合价为 ,中心离子配位数为 。
随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢,MnFe2O4的制备流程如下
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⑴已知滤液中不含Fe和Mn两种元素,则投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为__________。
⑵B操作中“连续搅拌”的目的是___________ _______________;C操作中检验沉淀是否洗涤干净的方法是_____________________________________。
⑶利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为(以下反应过程中Mn的化合价不变):
MnFe2O4MnFe2O4-x+
O2↑ MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑
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请认真分析上述两个反应并回答下列问题:
①若MnFe2O4-x中X=0.8,则MnFe2O4-x中Fe占全部铁元素的百分率为________。芳香族化合物B、C、F与链状有机物A、D、E、G间的变化关系如下图所示。B中苯环上的一溴代物有四种,D可发生银镜反应,C、G属同类有机物。以下变化中,某些反应条件及产物未标明。
⑴加热时D与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式是。
⑵请写出有机物C可能的结构简式: 。
⑶一定条件下,F与足量的A发生反应的化学方程式是(只写一例)。
⑷请写出同时符合下列条件的B的同分异构体的结构简式。
a、分子中含有苯环 b、能发生水解反应 c、能发生银镜反应
⑸若B在200℃时经催化氧化(以V2O5作催化剂)后能转化为有机物H,在ZnCl2存在的条件下,有机物H与苯酚可合成酚酞,反应如下:
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则H的结构简式是。
A、B、C、D四种均为短周期元素,原子序数依次增大
(1)A元素原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,A与D同主族,A和D可形成两种化合物X和Y,X和水反应后生成一种具有还原性的二元酸M,M可以使溴水褪色。
(2)A元素的单质和C元素的单质化合可生成Z, Z在加热条件下跟水反应的产物1 mol需用3mol KOH才能完全中和。
(3)A元素的单质和B元素的单质一定条件下反应生成化合物N,D元素的单质和B元素的单质反应生成化合物G,化合物N和化合物G的相对分子质量相等,且焰色反应均呈黄色。
回答下列问题:
(1)画出元素D的离子结构示意图:;
(2)A、B、C、D四种元素的原子半径按由小到大排列的顺序为(用相应的元素符号表示):
(3)M可以使溴水褪色,写出该反应的离子方程式;
(4)Z与热水反应的化学方程式。
(5)化合物N与化合物G的水溶液反应,若氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1,该反应的离子方程式为
(6)常温下,D的氢化物呈气态,有毒,水溶液呈酸性。脱除天然气中D的氢化物既能减少环境污染,又可回收D的单质。用过量NaOH溶液吸收D的氢化物后,以石墨作电极电解该溶液可回收D的单质,其电解总反应的化学方程式(忽略溶解氧的氧化还原反应)为;
该方法的优点是。
下图为某化学兴趣小组设计的乙醇氧化的实验装置(图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出)。图中:A处为无水乙醇(沸点为78℃);B处为绕成螺旋状的细铜丝或银丝;C处为无水CuSO4粉末;D处为碱石灰;F处为新制的碱性Cu(OH)2悬浊液。(1)在上述装置中,实验时需要加热的仪器按加热的先后顺序排列为(填序号)_________________。E处是一种纯净物,其发生反应的化学方程式为____________。
(2)为使A中乙醇平稳气化成乙醇蒸气,常采用的方法是______________。D处使用碱石灰的作用是_________________。
(3)能证明乙醇反应后所生成的产物的实验现象是____________________。
(4)图中G处导管倾斜的作用是_____________________。
(5)本实验中若不加热E处,其他操作不变,则发现C处无明显变化,而F处现象与(3)相同,B处发生反应的化学方程式是_______________________。
质子核磁共振(NMR)是研究有机物结构有力手段之一,在所有研究的化合物分子中,每一结构中的等性氢原子在NMR中都给出了相应的峰(信号),谱中峰的强度与结构中等性H原子个数成正比,例如乙醛的结构简式为CH3-CHO,在NMR中有两个信号,其强度之比为3:1。
(1)某含氧有机物,它的相对分子质量为46.O,碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.9%,NMR中只有一个信号,请写出其结构简式。
(2)分子式为C2H402的甲、乙两种有机物,其结构简式分别为甲HO-CH2CHO乙:CH3COOH,则在NMR中:甲有个信号,其强度之比为;乙有个信号,其强度之比为。请在下表中填写鉴别甲、乙两种化合物所用的试剂,现象。