(15分).鈦白粉(主要成分是TiO2),廣泛用于油漆、塑料、造紙等行業(yè),還可用作乙醇脫水、脫氫的催化劑。工業(yè)上常以鈦礦石(主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵),并含F(xiàn)eO、A12O3、 SiO2等雜質(zhì))為主要原料經(jīng)過以下流程制得TiO2,并獲得副產(chǎn)品FeSO4·7H2O.

請回答下列問題:

(l)步驟I的目的是            

(2)寫出步驟Ⅱ中FeTiO3與H2SO4反應的化學方程式                。

(3)步驟II中經(jīng)過      、      、過濾、洗滌等操作可以得到FeSO4·7H2O.晶體,還可以利用酸化的FeSO4溶液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水).該反應的離子方程式為                

(4)請結(jié)合化學用語用化學平衡理論解釋步驟III中將TiOSO4轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理:        

(5)為測定步驟II后溶液中TiOSO4的含量,首先取待測鈦液10 mL加水稀釋至100 mL,再加過量鋁粉,充分振蕩,使其完全反應:3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。過濾后,取出濾液20.00 mL,以KSCN溶液為指示劑,用0.1000 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液滴定至終點,再重復2次,測得平均值為30.00mL。

①該滴定達到終點時的現(xiàn)象          

②待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量濃度是                。

 

(1)除去Al2O3和SiO2 (2)FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

(3) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ == Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O

(4)溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,當加入熱水稀釋、升溫后,平衡正向移動,生成H2TiO3。

(5)當?shù)稳胱詈笠坏蜰H4Fe(SO4)2溶液時,溶液變?yōu)檠t色且半分鐘內(nèi)不褪色,則說明達到終點,1.50mol/L

【解析】

試題分析:(l)在鈦礦石中含有的Al2O3和SiO2能夠與NaOH發(fā)生反應變?yōu)槿菀兹苡谒奈镔|(zhì)。因此步驟I的目的是除去Al2O3和SiO2。(2)步驟Ⅱ中FeTiO3與H2SO4反應的化學方程式是FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O;(3)由于FeSO4的溶解度受溫度的影響變化較大,所以從溶液中獲得晶體的操作步驟II中經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等操作可以得到FeSO4·7H2O.晶體。Fe2+有還原性,MnO2有氧化性,在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應。該反應的兩種方程式是MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ =Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O;(4) 在溶液中存在水解平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,水解反應是吸熱反應。當加入熱水升高溫度后,促進鹽的水解,水解平衡正向移動,會生成更多的H2TiO3,從而促使物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。(5)①在原來的溶液中含有Fe3+,以以KSCN溶液為指示劑,此時溶液是紅色,其中存在平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3.隨著鋁粉的不斷加入,c(Fe3+)不斷降低,平衡逆向移動,紅色逐漸變淺,當?shù)稳胱詈笠坏蜰H4Fe(SO4)2溶液時,溶液變?yōu)檠t色且半分鐘內(nèi)不褪色,則說明達到終點;②根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可得關(guān)系式:3TiO2+~Al~3Fe3+.n(Fe3+)=0.1mol/L×0.03L×5=0.015mol. n(TiO2+)= 0.015mol, 所以待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量濃度是c(TiO2+)= 0.015mol÷0.01L=1.50mol/L.

考點:考查實驗操作的目的、混合物的分離、鹽的水解、滴定終點的判斷及物質(zhì)的濃度的計算的知識。

 

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下列關(guān)于有機化合物的敘述錯誤的是

A.甲烷和乙烯可以用溴水鑒別

B.煤油是石油的分餾產(chǎn)品,可用于保存少量的鈉

C.棉花、蛋白質(zhì)和油脂都是高分子化合物,水解產(chǎn)物均為電解質(zhì)

D.用飽和碳酸鈉溶液可除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇

 

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下列實驗設(shè)計能夠成功的是

 

實驗目的

實驗步驟及現(xiàn)象

A

檢驗亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì)

B

檢驗某鹽是否為銨鹽

C

證明酸性條件H2O2氧化性比I2強

D

除去氯化鈉晶體中少量硝酸鉀

 

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(16分)某化學興趣小組在進行鈉在空氣中燃燒的實驗,請寫出鈉在氧氣中燃燒的化學方程式: 。實驗后,同學們發(fā)現(xiàn)除了得到黃色物質(zhì)外,產(chǎn)物中還有黑色物質(zhì)。興趣小組的同學對產(chǎn)生的黑色固體物質(zhì)進行實驗探究。

查閱資料:

工業(yè)上采用鐵環(huán)作陰極電解得到金屬鈉。實驗室中金屬鈉的標簽主要內(nèi)容如下:

提出猜想:

猜想1:鈉附著煤油,煤油的不完全燃燒可以生成碳單質(zhì);猜想2: 與鈉反應也可以生成碳單質(zhì);

猜想3: ; 猜想4:……

設(shè)計實驗方案,驗證猜想:

實驗目的

實驗步驟

實驗現(xiàn)象

結(jié)論

驗證猜想1

將一小塊鈉從煤油中直接取出加熱燃燒

取出一小塊切去表皮并擦干凈煤油的鈉加熱燃燒

 

 

 

 

 

 

黑色物質(zhì)中含

有碳單質(zhì)

驗證猜想3

 

 

 

 

 

 

 

 

黑色物質(zhì)中

含有鐵元素

思考與交流:

同學們了解到金屬鈉在石棉網(wǎng)上燃燒,與石棉網(wǎng)作用也可以生成含鐵的黑色物質(zhì),請你評價鈉在石棉網(wǎng)上燃燒探究其在空氣中燃燒產(chǎn)物是否合理并說明原因: 。

請設(shè)計實驗驗證猜想2(不要求寫具體操作過程): 。

 

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下列敘述的實驗能達到預期目的的是 ( )

選項

實驗內(nèi)容

實驗目

A

滴定實驗中,用待測液潤洗錐形瓶2~3次

避免造成實驗誤差

B

向氯水滴加AgNO3、稀HNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀

驗證氯水中含有Cl-

C

向盛有沸水的燒杯中滴加飽和氯化鐵溶液并長時間煮沸

制備氫氧化鐵膠體

D

向2mL 1mol· L-1 NaOH溶液中先加入3滴1mol· L-1 MgCl2溶液,再加入3滴1mol· L-1 FeCl3溶液

證明Mg(OH)2沉淀可以轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀

 

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A.K+移向催化劑b B.催化劑a表面發(fā)生反應:Fe(CN)64――e-=Fe(CN)63-

C.Fe(CN)63-在催化劑b表面被氧化 D.電解質(zhì)溶液中Fe(CN)63-和Fe(CN)64-濃度基本保持不變

 

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下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是( 。

選項

實驗操作

現(xiàn)象

解釋或結(jié)論

A

過量的鐵粉加入稀硝酸中,充分反應后,滴入KSCN溶液

溶液呈紅色

稀硝酸將Fe氧化為Fe2+

B

AlCl3溶液中滴加過量的氨水溶液

先出現(xiàn)白色沉淀,后沉淀又逐漸溶解

氫氧化鋁能溶于氨水

C

鋁箔插入稀硝酸中

無明顯現(xiàn)象

鋁箔表面被稀硝酸氧化,形成致密的氧化膜

D

用玻璃棒蘸取濃硫酸點到pH試紙上

試紙變黑色

濃硫酸具有脫水性

 

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A.離子半徑:S2->Cl->Ca2+ B.原子半徑:Ca>S>Cl

C.熱穩(wěn)定性:HCl>H2S>H2Se D.酸性:HClO4<HBrO4<HIO4

 

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