TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下
有关性质如下表
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
其它 |
CCl4 |
-23 |
76 |
与 TiCl4互溶 |
TiCl4 |
-25 |
136 |
遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是____ ,装置E中的试剂是 。反应开始前必须进行的操作是____ ;反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为____ (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是 。
(2)工业上由钛铁矿(FeTO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶:FeTiO3(s)+2H2SO4(aq) FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(1)
水解;TiOSO4(aq)+2H2O(1) H2T1O3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
①试剂A为 。钛液I需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产率降低,原因是 。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是____ ,写出其中发生氧化还原反应的离子方程式____ 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____ (填化学式)。
软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为。
(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是。
(3)第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为(填化学式),调pH至5-6所加的试剂,可选择(填以下试剂的序号字母);
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(4)第2步除杂主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式,该反应的平衡常数数值为。
(已知:MnF2的Ksp(MnF2)= 5.3×10-3;CaF2的Ksp(CaF2)= 1.5×10-10;MgF2的Ksp(MgF2)=7.4×10-11)
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是。
(6)取少量MnSO4·H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是(用离子方程式表示),该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为。
高纯度镍是许多有机反应的催化剂。某化学课题组拟以电镀废液(含有NiSO4、CuSO4和FeSO4)为原料,设计提取高纯镍的简单工艺如下(阴离子省略):
难溶电解质 |
NiS |
CuS |
Cu(OH)2 |
Ni(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp或沉淀完全的pH |
1.1×10-21 |
1.3×10-36 |
pH=9 |
pH=9.5 |
pH=3.7 |
注:Ni(OH)2开始沉淀时的pH=7。
(1)加入新制氯水所发生反应的离子方程式为。
(2)加入NiCO3的目的是。
(3)在实验室中灼烧所使用的仪器有。
(4)由氧化镍制备高纯度镍,有两种方案:
方案1:氧化镍溶于稀硫酸,加入足量锌粉,过滤、洗涤、干燥。
方案2:锌与稀硫酸反应产生氢气,氢气还原氧化镍。
制备等质量的镍粉,从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。
方案1:。
方案2:。
(5)方案2所用的氢气可以选用下列装置中的来制取(填写字母,下同),收集氢气可选用装置。
(6)若将D装置和E装置相连制取并收集干燥纯净的X气体,则X气体可以是下列气体中的。装置D中导管a的作用是。
a.CO2 b.Cl2 c.NO d.SO2
实验室用下列装置探究SO2的性质并测定SO2转化为SO3的转化率。
已知:SO3熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,且遇水剧列反应。
(1)仪器a的名称是________。
(2)装置A的作用除将气体充分混合、干燥气体外,还能________。
(3)I和II连接可验证SO2的性质。
①装置B中现象是__________;装置C中的现象体现了SO2的_______性。
②经验证D瓶中的溶液能使品红试液褪色。请用最简单的方法检验D瓶中含有SO2还是含有氯水:_________。
(4)I和III连接可测定SO2的转化率。
①当停止通入SO2,熄灭酒精灯后需继续通一段时间的O2,目的是________。
②有同学认为,装置G中盛放的溶液可用下列试剂________代替更环保(填序号)。
a.足量BaC12溶液
b.足量Ba(OH)2溶液
c.足量FeC13和BaC12的混合液
d.足量NaHSO2溶液
③实验结束后,若装置F增加的质量为mg,装置G中产生白色沉淀的质量为ng,则此条件下,SO2的转化率为______(用含字母的代数式表示,不用化简)。
襄阳五中某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]假设1:气体产物只有SO2;假设2:_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物,设计如图实验装置:一定量的浓硫酸与金属M反应。
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在H装置后面连上一根导管,然后,则证明装置的气密性良好。
(2)若B瓶里品红溶液褪色,E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显+2价。写A中发生反应的化学方程式:;
(3)若假设2正确,则可观察到:F管中;G干燥管里。
[实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分,进行如下实验:
称取11.2g金属M放入装置A中,加入一定量的浓硫酸,反应结束后,B瓶里品红溶液褪色,金属没有剩余,拆下G并称重,G增重0.9g。
(4)为了观察溶液颜色,实验完毕后,需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法。
(5)将稀释后的溶液分装甲、乙试管,向甲试管里滴加KSCN溶液,溶液变红色;向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液,振荡,溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等,则气体成分及物质的量为。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式。
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如下图:
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1生成氢氧化物沉淀的pH
试剂 |
价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) |
450 |
双氧水(含H2O2 ,30%) |
2400 |
烧碱(含98% NaOH) |
2100 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) |
600 |
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Mn(OH)2 |
8.3 |
9.8 |
Mg(OH)2 |
9.6 |
11.1 |
表2化学试剂价格表
试剂 |
价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) |
450 |
双氧水(含H2O2,30%) |
2400 |
烧碱(含98%NaOH) |
2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) |
600 |
(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是,原因是。写出加入X发生反应的离子方程式。选择 (试剂)来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是。
(3)试剂Z应该是。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧。A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却。则B、C、D分别是、、。