【題目】金屬鈦在航天、潛海和醫(yī)療方面應(yīng)用廣泛。工業(yè)上用鈦鐵礦(主要成分為鈦酸亞鐵FeTiO3,含FeO、Fe2O3、SiO2)為原料制TiO2,再由TiO2制得金屬Ti

資料:TiO2+會(huì)發(fā)生水解

(1)步驟②、③、④中,均需用到的操作是_______。(填操作名稱)

(2)檢驗(yàn)濾液2中是否含Fe3+的方法是:_______。

(3)步驟1FeTiO3溶于過量硫酸的化學(xué)方程式___________。

(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語解釋步驟④中加熱水的原因___________

(5)電解法獲得Ti是通過圖裝置,以熔融CaCl2做電解質(zhì)

a為電源的_____(負(fù)”)

②在制備鈦的過程中石墨電極附近的氣泡中除了O2、CO、CO2外還可能有的氣體是______________,用化學(xué)用語解釋原因________________。

(6)測(cè)定廢液中Fe2+濃度已確認(rèn)鐵元素的回收率:取25.00ml廢液于錐形瓶中,用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積如圖所示:

(滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:5Fe2+MnO4-8H+→5Fe3+Mn2+4H2O).廢液中c(Fe2+)=_________

【答案】過濾 1—2mL濾液2,滴加KSCN溶液,變紅,有Fe3+ FeTiO3 + 2H2SO4 = FeSO4 + TiOSO4 + 2H2O TiO2+ + 2H2OH2TiO3 + 2H+,水解反應(yīng)吸熱,用熱水促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行 負(fù) Cl2 2Cl-— 2e-= Cl2 2xmolL—1

【解析】

鈦鐵礦(主要成分為鈦酸亞鐵FeTiO3,含FeO、Fe2O3SiO2)353K時(shí)用硫酸溶解,FeTiO3、FeOFe2O3溶于硫酸生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和TiOSO4,二氧化硅不溶,過濾除去;濾液1中加入過量鐵粉,將Fe3+還原為Fe2+,過濾出不溶性物質(zhì),得到濾液2,經(jīng)冷卻結(jié)晶得到硫酸亞鐵晶體,過濾后得濾液3,濾液3中含有TiOSO4加入熱水促進(jìn)水解經(jīng)過濾得到H2TiO3固體,煅燒H2TiO3TiO2,TiO2通過電解得到Ti

(1) 步驟②、③、④操作過程中都得到沉淀或晶體,故需要過濾操作得到固體和溶液,

故答案為:過濾;

(2)檢驗(yàn)Fe3+的方法是:取1—2mL濾液2,滴加KSCN溶液,變紅,說明有Fe3+

故答案為:取1—2mL濾液2,滴加KSCN溶液,變紅,有Fe3+

(3)由流程圖可知,步驟1FeTiO3溶于過量硫酸生成TiOSO4FeSO4和水,化學(xué)方程式為:FeTiO3 + 2H2SO4 = FeSO4 + TiOSO4 + 2H2O;

(4) TiO2+在溶液中水解,溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2OH2TiO3 + 2H+,水解反應(yīng)一般為吸熱反應(yīng),當(dāng)加入熱水,稀釋、升溫平衡正向移動(dòng),有利于生成H2TiO3。

故答案為:TiO2+ + 2H2OH2TiO3 + 2H+,水解反應(yīng)吸熱,用熱水促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行;

(5)①由圖可知,制取Ti,用石墨作陽極、TiO2作陰極、熔融CaCl2作電解質(zhì),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解池的陰極要與電源的負(fù)極連接,故a為電源的負(fù)極,

故答案為:負(fù)極;

②由圖示陽極產(chǎn)物可知,陽極生成二氧化碳?xì)怏w,是電解質(zhì)中的氧離子失電子生成氧氣,氧氣和陽極石墨反應(yīng)生成的二氧化碳或一氧化碳,同時(shí)氯離子也可以失電子生成氯氣,電極反應(yīng)為:2Cl-— 2e-= Cl2,

故答案為:2Cl-— 2e- = Cl2;

(6)由圖可知滴定管的初讀數(shù)為0.80mL,末讀數(shù)為10.80mL,所以滴定時(shí)消耗KMnO4溶液體積為:10.80mL-0.80mL=10.00mL,

根據(jù)滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: 5Fe2+MnO4-8H+=5Fe3+Mn2+4H2O

n(Fe2+)=5n(MnO4-)=5×xmol/L×0.01L=0.05xmol,

所以c(Fe2+)= =2xmolL—1

故答案為:2xmolL—1。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在固定容積、體積為2 L的密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2發(fā)生反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到10 s末時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)容器中c(NH3)=0.1mol·L-1。下列有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是

A.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為10%

B.反應(yīng)進(jìn)行到10 s末時(shí),H2的平均反應(yīng)速率是0.03 mol·(L·s)-1

C.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的平衡濃度為0.45 mol/L

D.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.95倍

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述正確的是

A. 二氧化硫能使紫色石蕊溶液變紅但不褪色B. 氯水久置后,漂白性和酸性均減弱

C. 常溫下,鐵片不能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)D. 植物油酸性條件下水解生成肥皂

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )

A. 64 g SO2含有氧原子數(shù)為1NA

B. 物質(zhì)的量濃度為0.5 mol·L1MgCl2溶液,含有Cl數(shù)為1 NA

C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L H2O的分子數(shù)為1NA

D. 常溫常壓下,14 g N2含有分子數(shù)為0.5 NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與一氧化氮在常溫常壓條件下合成亞硝酰氯(NOCl)。已知亞硝酰氯是一種黃色氣體,熔點(diǎn):-645℃,沸點(diǎn):-55℃,遇水易反應(yīng)生成一種無氧酸和兩種氮的常見氧化物

1)甲組同學(xué)擬制備原料氣NOCl2制備裝置如圖所示

為制備并得到純凈干燥的氣體,補(bǔ)充下表中缺少的藥品。

裝置I中藥品

裝置II中藥品

蒸餾燒瓶

a儀器

制備純凈Cl2

KmnO4

濃鹽酸

i___________

制備純凈的NO

Cu

ii__________

儀器a的名稱為____;裝置的作用是______________。

2)乙組同學(xué)對(duì)甲組同學(xué)制取NO的裝置略加改良,利用甲組制得的Cl2共同制備NOCl,裝置如下圖所示

組裝好實(shí)驗(yàn)裝置,檢查氣密性,依次裝入藥品。此實(shí)驗(yàn)關(guān)健操作有兩點(diǎn):ICl2充滿D裝置的三頸瓶;A中反應(yīng)開始時(shí),先關(guān)閉K2,打開K1,待NO充滿裝置后關(guān)閉K1,打開K2。這兩步操作都要充滿,目的是__________

裝置B中水的作用是___________________(用化學(xué)方程式表示)。

若裝置C中壓強(qiáng)過大,可以觀察到的現(xiàn)象是________________。

裝置D中冰鹽水的作用是___________________________

如果去掉盛有濃硫酸的C、裝有無水CaCl2E兩裝置,對(duì)該實(shí)驗(yàn)的主要影響是________(用化學(xué)方程式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】自然界中的許多植物中含有醛,其中有些具有特殊香味,可作為植物香料使用,例如桂皮含肉桂醛(CH=CH-CHO),杏仁含苯甲醛(CHO)。下列說法錯(cuò)誤的是

A. 肉桂醛,苯甲醛都能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和聚合反應(yīng)

B. 可用新制氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn)肉桂醛分子中的含氧官能團(tuán)

C. 肉桂醛和苯甲醛互為同系物

D. 苯甲醛分子中所有原子可能位于同一平面內(nèi)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】分類是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)物質(zhì)及其變化的一種常用的科學(xué)方法,下列分類不正確的是(  )

A.純堿、燒堿均屬堿類

B.甲烷、乙醇、葡萄糖均屬于有機(jī)物

C.鹽酸、硫酸、硝酸均屬酸類

D.糖類、油脂、蛋白質(zhì)均屬于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):X(g)+Y(g) Z(g)+W(s), H>0下列敘述正確的是( )

A. 加入少量W,逆反應(yīng)速度增大 B. 當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡

C. 升高溫度,平衡逆向移動(dòng) D. 平衡后加入X,上述反應(yīng)的H增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國(guó)海軍航母建設(shè)正在有計(jì)劃、有步驟向前推進(jìn),第一艘國(guó)產(chǎn)航母目前正在進(jìn)行海試。建造航母需要大量的新型材料。航母的龍骨要耐沖擊,航母的甲板要耐高溫,航母的外殼要耐腐蝕。

1)鎳鉻鋼抗腐蝕性能強(qiáng),Ni2+基態(tài)原子的核外電子排布為___________,鉻元素在周期表中___________區(qū)。

2)航母甲板涂有一層耐高溫的材料聚硅氧烷結(jié)構(gòu)如圖所示,其中C原子雜化方式為___________雜化。

3)海洋是元素的搖籃,海水中含有大量鹵族元素。

①根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷:最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是___________填元素符號(hào)

②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,預(yù)測(cè)ClO3的空間構(gòu)型為___________形,寫出一個(gè)ClO3的等電子體的化學(xué)符號(hào)___________

4)海底金屬軟泥是在洋海底覆蓋著的一層紅棕色沉積物,蘊(yùn)藏著大量的資源,含有硅、鐵、錳、鋅等。如右圖是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中取出的能體現(xiàn)其晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)立方體,則晶體中的離子是否構(gòu)成了面心立方最密堆積?___________(填“是”);該立方體是不是Fe3O4的晶胞?___________(填“是”);立方體中鐵離子處于氧離子圍成的___________(填空間結(jié)構(gòu))空隙;根據(jù)上圖計(jì)算Fe3O4晶體的密度為___________g·cm3(圖中a=0.42nm,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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