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。
|
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。
室温下,现有A、B、C、D、E、F六种常见化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,现将它们分别配成0.1 mol/L的溶液,进行如下实验:(已知:室温下,饱和氢氧化钙溶液浓度约为0.00165 g/mL)
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A > E > C;
②向B溶液中滴加Na2S溶液,出现难溶于强酸且阴阳离子个数比为1∶2的黑色沉淀;
③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)写出下列化合物的化学式:A _____________、B _____________、C _____________。
(2)实验④中白色沉淀变为红褐色对应的化学方程式:_____________________________。
(3)D与E的溶液反应离子方程式是:__________________________________。
某氯的氧化物A常温下为气态,测得该气体对空气的相对密度为3.0,A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液,B溶液在放置过程中酸性会增强。常温下,气体A与NH3反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E,D为空气中含量最多的物质。气体A可用氯气与潮湿的Na2CO3反应制得,同时生成两种钠盐。请回答下列问题:
(1)气体A的化学式为 。
(2)用化学方程式表示B溶液酸性增强的原因 。
(3)气体A与NH3反应的化学方程式为 ,该反应体现气体A具有 性。
(4)试写出制取气体A的化学方程式为 。
(5)设计实验探究离子晶体C中阳离子的成分 。
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
7.6 |
7.6 |
4.0 |
7.7 |
完全沉淀 |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式 ;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式 。
(3)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀成分为 ,加入萃取剂的目的是 。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是 。
(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 。(答一条即可)
元素周期表的用途广泛。
(1)用“>”或“<”填空:
离子半径 |
非金属性 |
酸性 |
沸点 |
K+_____S2- |
N____O |
硫酸_____高氯酸 |
HF____HCl |
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点 b. Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d. HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液 NaClO3溶液
KClO3晶体
①完成I中反应的总化学方程式:□NaCl+□H2O=□NaClO3+□ 。
②II中转化的基本反应类型是 ,该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是 。
(4)一定条件,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(KJ)相对大小如右图所示。
①D是 (填离子符号)。
②B→A+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)
Ⅰ.(1) P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(2)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1 = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2= -571.6kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3= -566.0kJ/mol
计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H4 = 。
(3)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4 + 3Zn ="=" Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为 。
II.用如图所示装置进行实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。
查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH (填“增大” 、“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe - 6e- + 8OH-=FeO42- + 4H2O和 。
(6)若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少 g。