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)+CCl4(g)
TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:
有关物质性质如下表:
| 物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
其他 |
| 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________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:①停止通N2 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(FeTiO3)(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(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)
H2TiO3(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品TiO2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________。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)。
(14分)取0.1 mol/L HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因是________________________________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)________0.1 mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)。
(3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+)-c(A-)=________mol/L;c(OH-)-c(HA)=________mol/L。
(4)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”)。
(5)有相同温度下相同浓度的四种盐溶液:A.NH4HCO3;B.NH4A;C.(NH4)2SO4;D.NH4Cl,按pH由大到小的顺序排列________(填序号)。
(14分)(2011·温州高二检测)在25 ℃时,用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L-1 CuSO4溶液。5 min后,在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题:
(1)发生氧化反应的是________极,电极反应式为____________________________
________________________________________________________________________。
(2)若电解后溶液的体积不变,则电解后溶液的pH为________。
(3)若将溶液恢复到与电解前一样,则需加入________mol的________。
(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解后两铜片的质量相差________g,电解液的pH________。(填“变小”、“变大”或“不变”)
(12分)向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃),发生下列反应:A(g)+B(g)
xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示:
回答下列问题:
(1)乙容器中,平衡后物质B的转化率________;
(2)x=________;
(3)T ℃时该反应的平衡常数为________;
(4)下列说法正确的是________。
A.向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大
B.将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同
C.若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B,则平衡时甲容器中0.78 mol·L-1<c(A)<1.56 mol·L-1
(12分)(2011·银川高二检测)化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化,这种能量的变化常以热能的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________;表示物质中和热的是________。(填ΔH1、ΔH2和ΔH3等)
| A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1 |
| B.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2 |
| C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3 |
| D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4 |
E.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7
(2)进一步研究表明,化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据:
| 化学键 |
P—P |
P—O |
O===O |
P===O |
| 键能kJ/mol |
197 |
360 |
499 |
x |
已知白磷(P4)的燃烧热为2 378.0 kJ/mol,白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如图所示,则上表中x=________。
(18分)(2011·黄岗中学高二质检)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是__________________________________
________________________________________________________________________。
上述分解反应是一个可逆反应,温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。原因是_________________________________________;
(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=________,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4______ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是
________________________________________________________________________。