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、通入氮气;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(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收率降低,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)。
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应的良好催化剂,在工业上具有一定的应用价值。常用三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
为测定该晶体中铁的含量和草酸根的含量,某实验小组做了如下实验:
Ⅰ 草酸根含量的测定
步骤一:称量10.00g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体,配制成500ml溶液。
步骤二:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.060 mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点(保留溶液待下一步分析使用),消耗KMnO4溶液20.02ml。
重复步骤二操作,滴定消耗0.060mol/L KMnO4溶液19.98ml。
Ⅱ铁含量的测定
步骤三:向步骤二所得溶液中加入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。
步骤四:用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤三所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.01ml。
重复步骤二至四操作,滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.99ml。
请回答下列问题:
(1)配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是:称量、_____、转移、洗涤并转移、_____、摇匀;
(2)滴定时,下列滴定方式中,最合理的是(夹持部分略去)(填字母序号)。
理由为_______________;滴定终点现象为:_____________;若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,对实验结果会_____________(偏大、偏小、无影响);
(3)加入锌粉的目的是________________________________________;
(4)滴定中MnO4-被还原成Mn2+ ,试写出步骤二和三中发生反应的离子方程式:
_________________,__________________。
(5)实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中,若加入的KMnO4溶液量不够,则测得的铁含量__________。(选填“偏低”、“偏高”或“不变”)
(14分)四氯化锡用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂,实验室制备四氯化锡的反应、装置示意图和有关信息数据如下:
有关信息数据:①将金属锡熔融,通入干燥氯气进行反应。生成四氯化锡。②无水四氯化锡是无色易流动的液体,熔点-33℃,沸点114.1℃。⑧无水四氯化锡暴露于空气中与空气中的水分反应生成白色烟雾。有强烈的刺激性。回答下列问题:
(1)仪器C的名称是,仪器D的作用是。
(2)制备无水四氯化锡各装置的连接顺序是( )一( )一( )一( )一( )(填装置序号)。
(3)试剂E和F分别是、,装置V的作用是。
(4)若无装置V存在,在装置Ⅲ中除生成SnCl4外,还存在的副产物的化学式为。
(5)实验制得的SnCl4中因溶解了C12而略显黄色,提纯SnCl4的方法是。
(6)若Ⅱ中用去锡粉5.95 g.反应后,Ⅲ中锥形瓶里收集到12.0 g SnCl4,则SnCl4的产率为(结果保留三位有效数字)。
(14分)某化学小组拟利用下列流程测定某草酸亚铁样品(含有少量草酸,不含结晶水和其他杂质)中FeC2O4的含量。
已知几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示
Fe2+ |
Fe3+ |
Al3+ |
Mg2+ |
|
开始沉淀时的pH |
7.5 |
2.8 |
4.2 |
9.6 |
沉淀完全时的pH |
9.0 |
4.0 |
5 |
11 |
试回答下列问题:
(1)用2 mol/L H2SO4溶液溶解草酸亚铁样品而不用蒸馏水直接溶解的原因是,加热至70℃左右,立即用KMnO4溶液滴定至终点。发生反应的离子方程式为2MnO4-+ 5H2C2O4+6H+ =2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O和。
(2)保温放置30min的目的是。
(3)证明反应Ⅰ完全的实验操作或现象为。
(4)已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36,废液中c(Fe3+)=mol·L-1。
(5)灼烧充分的标志是。
(6)样品中FeC2O4的含量为。
某学习小组探究铜跟浓硫酸反应的情况。取6.4g铜片和10mL 18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中,按下图所示装置进行实验。
(1)铜和浓硫酸反应的化学方程式为。
(2)实验结束后,发现广口瓶中产生白色沉淀,加入足量盐酸后沉淀几乎完全溶解。简要分析广口瓶中产生沉淀的主要原因:。
(3)实验结束后,发现烧瓶中有铜片剩余。根据所学知识,他们认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。选择合适的试剂,设计简单易行的实验方案证明有余酸:。
供选择的试剂:铁粉、银粉、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
(4)甲同学设计如下方案:测定产生气体的量,再计算余酸的浓度。下列测定产生气体的量的实验方法中,不可行的是(填编号)。
a.将气体缓缓通过预先称量、盛有碱石灰的干燥管,反应结束后再次称量
b.将气体通入硫酸酸化的KMnO4溶液,再加足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀
c.用排水法测定产生气体的体积
d.用排饱和NaHSO3的方法测定产生气体的体积
(5)乙同学设计通过酸碱中和滴定来测定余酸的浓度:待烧瓶冷却至室温后,将其中的溶液用蒸馏水稀释至100mL,移取25mL到锥形瓶中,滴加2滴酚酞试液,用标准NaOH溶液滴至终点。平行实验三次。
①稀释时,应先往(填仪器名称)中加入(填“烧瓶中的溶液”或“蒸馏水”)。
②该方法测得的余酸浓度(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
(6)丙设计了测定余酸浓度的较为简易的实验方案:取出反应后剩余的铜片,进行洗涤、干燥、称量。若称得剩余铜片的质量为3.2g,反应后溶液体积变化忽略不计,则剩余硫酸的物质的量浓度为____。
化学实验离不开水。请根据水的不同作用和功能,分析以下四个装置图,回答问题:
实验一:制取氢气
(1)图甲所示装置可用于实验室制取氢气,这种制气装置在加入反应物前,如何检查气密性。
(2)用锌与稀硫酸制取氢气时,加入少量硫酸铜溶液会加快产生氢气的速率,请解释加快反应速率的原因:。
实验二:喷泉实验
(3)图乙所示装置中烧瓶已装满干燥氨气, 进行喷泉实验时应该先___________(填“挤捏胶头滴管”或“打开止水夹”)。
(4)如果只提供如图丙所示装置,若想迅速引发喷泉,下列方法可行的是 。
a.用热毛巾捂住烧瓶
b.用冰块捂住烧瓶
c.将烧杯中的水换成饱和食盐水
d.向烧杯中加入少量硫酸
实验三:探究一定温度下能使铁钝化的硝酸的最低浓度,实验装置如图丁所示。
①开始实验时,观察到灵敏电流计指针指向铜丝,但又迅速反转指向铁丝;
②再用盛蒸馏水的注射器缓慢向具支试管内加水并振荡,在指针恰好开始反转指向铜丝时停止实验;
③重复三次实验得平均加水量为2.5 mL(水的密度按1.0g/mL计算)。
(5)该实验装置的不足之处是__________________________________。
(6)当指针第一次指向铜丝时,正极的电极反应式为。
(7)根据此实验计算,使铁钝化的硝酸最低质量分数为。