钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
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TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(5)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+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
我国古代四大发明之一的黑火药是由硫磺粉、硝酸钾和木炭按一定比例混合而成的,爆炸时会产生N2、CO2等。
(1)爆炸时的化学方程式为:。
(2)在黑火药爆炸的反应中硫作氧化剂,在一些反应中硫也可以作还原剂,写出一个硫在反应中作还原剂的化学方程式:。
(3)氮气在放电条件下与氧气反应的化学方程式:。
(4)一氧化氮、二氧化氮都是氮氧化物。一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气化合,化学方程式为:。二氧化氮能与水反应,化学方程式为:。
四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息回答下列问题。
W |
X |
Y |
Z |
|
结构或性质 |
最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物 |
焰色反应呈黄色 |
在同周期主族元素形成的简单离子中,离子半径最小 |
最高正价与最低负价之和为零 |
(1)Z在元素周期表中位于族。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应,该元素是(填元素符号)。
(3)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是(填序号)。
A.自然界中的含量 B.单质与酸反应时失去的电子数
C.单质与水反应的难易程度D.最高价氧化物对应水化物的碱性
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因:,原子半径X>Y,所以原子核对最外层电子的吸引力X<Y,失电子能力X>Y。
(4)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合,反应的化学方程式是。
(5)Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料,某兴趣小组设计如下所示的实验方案,测定混合物中Y的质量分数。能确定混合物中Y的质量分数的数据有(填序号)。
A.m、n B.m、yC.n、y
有X、Y、Z三种短周期元素,X的气态氢化物化学式为H2X,此氢化物的分子量与X最高价氧化物的分子量之比为17:40,X原子核内质子数与中子数相等,Y与X可以形成离子化合物Y2X,Y的阳离子电子层结构与Ne相同,Z与X同周期,其气态单质是双原子分子,两原子共用1对电子。试回答:
(1)写出各元素符号:X、Y、Z。
(2)X离子的结构示意图为。X与Y形成的离子化合物的电子式为, Z和氢形成的化合物的电子式为。
(3)Y单质在空气中燃烧的化学方程式为,生成物与水反应的化学方程式为。
下图是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩中元素,填写下列空格:
(1)在这10种元素中,非金属性最强的是(填序号);
(2)元素②⑧⑨以原子个数比1:1:1形成的化合物的结构式为,元素②与⑨形成的18e-化合物的电子式;
(3)②⑨⑩三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M中含有的化学键类型有;
(4)比较元素⑦⑧形成的气态氢化物的稳定性:>(用化学式表示)
(5)元素⑤的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。
(6)元素④和③形成的化合物属于化合物,用电子式表示其形成过程。
卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
(1)基态溴原子的价电子排布式为。
(2)卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。则Cl2、IBr、ICl的沸点由高到低的顺序为。
(3)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2,这是由于。
(4)I3+属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为,中心原子杂化类型为。
(5)①HClO4、②HIO4、③H5IO6〔可写成(HO)5IO〕的酸性由强到弱的顺序为(填序号)。
(6)IBr和水能发生反应,生成物中有一种为三原子分子,写出该化合物的结构式。