(16分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ.工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):
(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl2高温2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是 。
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 的不同。
(3)步骤④反应的化学方程式为____________,该反应在氩气中进行的理由是____ ______。
(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有__________。
II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
(5)氯化反应TiO2 (s) +2Cl2 (g)TiCl4(l) + O2 (g)无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因: 。
方法二:以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中碳块为阳极,电极反应式为:2O2ˉ4eˉ=O2↑;TiO2作阴极,被还原。
(6)阴极的电极反应式为 。
(7)电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是 。
H1N1病毒是一种没有超常抵抗力的病毒。研究证明,许多常用消毒药物如漂粉精、漂白粉、高锰酸钾等,可以将H1N1病毒杀灭。
(1)工业上制取漂白粉的反应方程式为__________________________;
(2)将漂白粉溶于适量水中,呈白色浊状物,静置沉降.取少许上层清液,滴加碳酸钠溶液出现白色沉淀,写出其中反应的离子方程式____________________;另取少许上层清液,滴加适量的_____________(填化学式)即可检验Cl-的存在,发生反应的化学方程式为___________________;
(3)漂白粉在空气中长期放置,会失效,用化学方程式解释其原因_______________________。
将一定质量的镁铝合金投入100 mL 一定浓度的盐酸中,合金完全溶解。向所得溶液中滴加浓度为5 mol/L 的NaOH 溶液,生成的沉淀跟加入的NaOH 溶液的体积关系如图。(横坐标体积单位是mL,纵坐标质量单位是g)
求:
(1)加入NaOH 溶液0--20mL 过程中反应的化学方程式为_______________________。
160--180mL 过程中反应的离子方程式为__________________________。
(2)合金中Mg 的质量为____________g,所用HCl 的物质的量浓度为____________mol/L。
实验室可用KMnO4固体和浓盐酸反应制氯气,反应的化学方程式如下:
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(1)该反应中氧化剂是_____________,还原剂是__________________。
(2)若反应中有0.20 mol 电子发生转移,生成氯气的体积为____________(标准状况),被氧化的HCl的物质的量是___________________。
亚氯酸钠(NaClO2)一种高效氯化剂、漂白剂,在NaOH溶液中ClO2与H2O2反应可以得到亚氯酸钠。
(1)ClO2中氯元素的化合价是_____________;在制备亚氯酸钠的反应中ClO2做_____________(填“氧化剂”或“还原剂”);若反应中生成1molNaClO2,转移电子物质的量为___________mol;
(2)写出该反应的化学方程式为_____________;
(3)科学家经研究发现NaClO2也可用于制取自来水消毒剂ClO2。2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl,还原产物为___________,用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
[化学——物质结构与性质
氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。回答下列问题:
(1)基态砷原子的电子排布式为 ;
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN之间化学键类型为_________键,与CN互为等电子体的化合物分子式为 ;
(3)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有0
NOx、O3、CH2=CHCHO、HCOOH、CH3—C—0—0—N02 (PAN)等二次污染物。
①N2O结构式可表示为N=N=O,N2O中中心氮原子的杂化轨道类型为 ;
1 mol PAN含σ键数目为 ;
②测定大气中PM2.5的浓度方法之一是-射线吸收法,
-射线放射源可用85Kr。K晶体为面心立方晶体,若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个,晶胞中含Kr原子为n个,则
= (填数字)。已知Kr晶体的密度为pg/cm3,摩尔质量为Mg/mol,阿伏伽德罗常数用Na表示,列式表示Kr晶胞参数a= nm。