磷酸铁(FePO4)为难溶于水的米白色固体,可用于制备药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质)制备磷酸铁和锂离子电池正极材料(LiFePO4)的部分工业流程如图所示:
(1)富钛渣中的主要成分为TiO2和 (填化学式)。煅烧得到LiFePO4的化学方程式为 。
(2)在共沉淀步骤中加入H2O2的目的是让滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化。
①反应的离子方程式为 。
②下列实验条件控制正确的是 (填序号)。
A.加入适当过量的H2O2溶液 | B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌 |
C.加热,使反应在较高温度下进行 | D.用氨水调节pH=7 |
(3)已知Ca2+、Mg2+和Fe3+离子形成磷酸盐的Ksp分别为2.0×10-29、1.0×10-24和9.9×10-16,若溶液中三种金属阳离子的浓度均为0.1 mol·L-1,则加入H3PO4时首先生成沉淀的化学式为 。
(4)制备LiFePO4的过程中,理论上所需 17%双氧水与H2C2O4·2H2O的质量比为 。
(5)钛铁矿中钛含量的测定步骤为:
①还原。将含钛试样溶解于强酸溶液中,再加入铝片将TiO2+还原为Ti3+,并将Fe3+还原。反应装置如图所示,使用封闭漏斗的目的是 。
②滴定。取下封闭漏斗,向锥形瓶中加入2~3滴KSCN溶液,立即用FeCl3标准溶液滴定至终点,记录读数。
③计算。下列操作会导致测定结果偏低的是 。
a.还原操作结束后铝片有剩余
b.还原操作结束后,反应液仍呈黄色
c.缓慢滴定,且剧烈振荡锥形瓶,但无溶液溅出
(选做题)(物质结构与性质)已知A、B、C、D、E、F都是短周期的元素,它们的原子序数依次递增。A原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而B原子的最外层电子数是次外层的2倍,C的氢化物可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B和D可以形成两种气态化合物,E原子核外电子总数比B的2倍少1,F在本周期元素中原子半径最小。则:
(1)A、B、C、D、E、F的名称分别是。
(2)在A至F中任选元素,写出一种含极性键的非极性分子的分子式,写出一种含非极性键的离子化合物的电子式。
(3)由B和D组成,且B和D的质量比为3∶8的化合物的结构式是,
该化合物分子中B原子的杂化方式为
(4)E和F形成的化合物为晶体。
(选做题)(有机化学)300多年前,著名化学家波义耳发现了铁盐与没食子酸的显色反应,并由此发明了蓝黑墨水。没食子酸的结构式为:
(1)用没食子酸制造墨水主要利用了___________________类化合物的性质(填代号)。
A.醇 | B.酚 | C.油脂 | D.羧酸 |
(2)没食子酸丙酯且有抗氧化作用,是目前广泛应用的食品添加剂,其结构简式为________________________________________________。
(3)尼泊金酯是对羟基苯甲酸与醇形成的酯类化合物,是国家允许使用的食品防腐剂。尼泊金丁酯的分子式为_________________________,其苯环只与-OH和-COOR两类取代基直接相连的同分异构体有___________种。
(4)写出尼泊金乙酯与氢氧化钠溶液加热反应的化学方程式:
_____________________________________________________________
长期以来,人们一直认为氟的含氧酸不存在,自1971年美国科学家用F2通过细冰末获得HFO以来,对HFO的研究引起了充分重视。
(1)HFO的化学名称为
(2)HFO能与水发生反应:HFO+H2O=HF+H2O2,其中氧化剂是;
(3)写出F2与水发生发应的化学方程式,并用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:
在反应式X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比为22:9,当1.6g X与Y完全反应后,生成4.4g R,则参加反应的Y的质量是____________
在50℃和1.01×105Pa时,相同质量的SO2和SO3的体积比是,密度比是___________