四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是 。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在 范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K= 。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用 方法。
| |
TiCl4 |
SiCl4 |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
-68.8 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
57.6 |
短周期元素W、X、Y、Z、在元素周期表中的位置如图所示,
| W |
|||||||
| X |
Y |
Z |
其中X、Y、Z三种元素的质子数之和为21。
(1)W与Z形成原子个数比为1∶1的化合物,其电子式为。
(2)Y的最高价氧化物对应的水化物与Y的氢化物恰好完全反应,生成物的水溶液呈
酸性,其原因是 (用化学用语表示);
该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为。
(3)由X W4、Z2和KOH溶液组成的新型燃料电池中,负极上发生反应的电极反应式为
。
(4)已知:2YZ2(g)
Y2Z4(g);△H<0。在恒温恒容条件下,将一定量XZ2和X2Z4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间
t
的变化关系如右图所示。
① a、b、c、d四个点中,化学反应
处于平衡状态的是点。
② 25 min时,增加了
(填物质的化学式)mol。
③ a、b、c、d四个点中所表示的反应体系
中,气体颜色由深到浅的顺序是 __
(填字母)。
(1)配平下列反应的化学方程式(假定NO与NO2的物质的量之比为1:3)
Fe +
HNO3 =
Fe(NO3)3 +
NO↑+
NO2↑+
H2O
(2)此反应配平时可以有多组系数,其原因是(3)请简述检验溶液中的金属阳离子的实验操作及现象
(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2,A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1molA和1mol NaHCO3能完全反应,则A的结构简式是。
写出与A具有相同官能团的A的两种同分异构体的结构简式:
,。
(2)化合物B含有C H、O三种元素,分子量为60,其中碳的质量分数为60%,氢的质量分数为13.33%。B在催化剂Cu的作用下被氧化成C,C能发生银镜反应,则B的结构简式是,C的结构简式是。
(3)D在NaOH水溶液中加热反应,可生成A的钠盐和B,相应反应的化学方程式是。
(1)化合物A(C2H6O)是一种有机溶剂。A可以发生以下变化:
①写出A的结构简式;
②A至B的反应类型是反应;
D至E的反应类型是反应;
③写出A至D的化学反应方程式是。
(2)化合物“HQ”(C6H6O2)可用作显影剂,“HQ”可以与氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”不能发生的反应是(选填序号)。
①加成反应②氧化反应③取代反应④水解反应
“HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的一硝基取代物的结构简式是。
把木炭加热至红热,投入到浓硝酸溶液中,产生NO2、CO2两种气体组成的红棕色混合气体X,用X作如下图所示的实验:
请回答下列问题:
(1)无色强酸溶液C是,单质F是(填名称)。
(2)0.5mol碳与足量浓硝酸反应转移电子的物质的量为mol;
(3)无色气体E遇到空气时,可以观察到的现象是。
(4)产生白色沉淀A的化学方程式。