【題目】以高鈦渣(主要成分為Ti3O5,含少量SiO2、FeO、Fe2O3)為原料制備白色顏料TiO2的一種工藝流程如下:
已知:Na2TiO3難溶于堿性溶液;H2TiO3中的雜質(zhì)Fe2+比Fe3+更易水洗除去。
(1)熔鹽:
①為加快反應(yīng)速率,在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下,可采取的措施是__________。
②NaOH固體與Ti3O5在空氣中加熱至500~550 ℃時(shí)生成Na2TiO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(2)過濾:
①“濾液”中主要溶質(zhì)為NaOH,還含有少量________(填化學(xué)式)。
②除雜后的濾液中獲得的NaOH可循環(huán)利用,則“水浸”時(shí),用水量不宜過大的主要原因是_________。
(3)水解:“酸溶”后獲得的TiOSO4經(jīng)加熱煮沸,生成難溶于水的H2TiO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
(4)脫色:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影響TiO2產(chǎn)品的顏色,“脫色”步驟中Ti2(SO4)3的作用是_________。
【答案】攪拌 12NaOH+2Ti3O5+O26Na2TiO3+6H2O Na2SiO3 用水量過大,導(dǎo)致濾液濃度過低,蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過長(zhǎng)) TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4 將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵,提高H2TiO3的純度
【解析】
(1)①攪拌可使反應(yīng)物混合均勻;
②Ti3O5轉(zhuǎn)化為Na2TiO3,鈦元素化合價(jià)升高,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律書寫并配平化學(xué)方程式;
(2)①加入氫氧化鈉后,二氧化硅會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成水溶性的硅酸鈉;
②考慮后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶耗能問題分析作答;
(3)根據(jù)水解原理結(jié)合產(chǎn)物書寫化學(xué)方程式;
(4)根據(jù)提示給定信息,“H2TiO3中的雜質(zhì)Fe2+比Fe3+更易水洗除去”來分析作答。
(1)①為加快反應(yīng)速率,在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下,可適當(dāng)攪拌,因?yàn)閿嚢杩墒狗磻?yīng)物混合均勻,增加反應(yīng)物的接觸機(jī)會(huì),從而達(dá)到加快反應(yīng)速率的目的,
故答案為:攪拌;
②NaOH固體與Ti3O5在空氣中加熱至500~550 ℃時(shí)生成Na2TiO3,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其化學(xué)方程式為:12NaOH+2Ti3O5+O26Na2TiO3+6H2O,
故答案為:12NaOH+2Ti3O5+O26Na2TiO3+6H2O;
(2) ①熔鹽時(shí)加入的氫氧化鈉會(huì)與少量雜質(zhì)SiO2反應(yīng),其化學(xué)方程式為:2NaOH+SiO2 = Na2SiO3+H2O,生成的硅酸鈉易溶于水,則“濾液”中含有少量Na2SiO3,
故答案為:Na2SiO3;
②“水浸”時(shí),用水量過大,導(dǎo)致濾液濃度過低,蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過長(zhǎng)),
故答案為:用水量過大,導(dǎo)致濾液濃度過低,蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過長(zhǎng));
(3)“酸溶”后獲得的TiOSO4會(huì)發(fā)生水解,經(jīng)加熱煮沸生成難溶于水的H2TiO3,其化學(xué)方程式為:TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4,
故答案為:TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4;
(4)根據(jù)給定信息易知,“脫色”步驟中加入還原性的Ti2(SO4)3,是為了將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵,提高H2TiO3的純度,且不引入新的雜質(zhì),
故答案為:將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵,提高H2TiO3的純度。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】寫出木炭與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式____。
為了驗(yàn)證產(chǎn)物中的二氧化碳?xì)怏w,甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(已知Br2+2H2O+SO2=H2SO4+2HBr):
請(qǐng)回答下列問題:
(1)能否根據(jù)Ⅰ裝置中石灰水變渾濁的現(xiàn)象說明產(chǎn)物中一定有二氧化碳?xì)怏w?___,理由是____。
(2)Ⅱ裝置中A的作用是___;B的作用是___。
(3)根據(jù)B中品紅__,C中產(chǎn)生___,說明產(chǎn)物中一定有二氧化碳?xì)怏w。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以下是兩種有機(jī)物的球棍模型:代表H原子,代表C原子,請(qǐng)回答下列問題:
(1)Ⅰ的分子式為________,Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________。
(2)由Ⅱ變成Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)類型為________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】最近有科學(xué)家研發(fā)了一種新型鋰空氣電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知:①電解質(zhì)由離子液體(離子能夠自由移動(dòng),非溶液)和二甲基亞砜[(CH3)2SO]混合制成,可促進(jìn)過氧化鋰生成;②碳酸鋰薄層的作用是讓鋰離子進(jìn)入電解質(zhì),并阻止其它化合物進(jìn)入該電極;③二硫化鉬起催化作用。該裝置工作時(shí),下列敘述不正確的是
A. 放電時(shí),a極發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 放電時(shí)的總反應(yīng)為:2Li+O2=Li2O2
C. 充電時(shí),Li+在電解質(zhì)中由b極移向a極
D. 充電時(shí),b極的反應(yīng)式:Li2O2+2e-=2Li+O22-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色) ΔH<0。將一定量的NO2充入注射器中并密封,改變活塞位置的過程中,氣體透光率隨時(shí)間的變化如圖所示(氣體顏色越深,透光率越小)。下列說法不正確的是( )
A. b點(diǎn)達(dá)到了平衡狀態(tài)
B. b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻改變的條件是將注射器的活塞向外拉
C. d點(diǎn):v(正)<v(逆)
D. 若在c點(diǎn)將溫度降低,其透光率將增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
A. Z的生成速率與Z的分解速率相等
B. 單位時(shí)間生成amolX,同時(shí)生成3a molY
C. X、Y、Z的濃度相等
D. X、Y、Z的分子數(shù)比為1:3:2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在25℃、101kPa條件下,將15L O2通往10L CO和H2的混合氣中,使其完全燃燒,干燥后,恢復(fù)至原來的溫度和壓強(qiáng)。
(1)若剩余氣體的體積是15L,則原CO和H2的混合氣體中,V(CO)=__________L,V(H2)=___________L。
(2)若剩余氣體的體積為a L,則原CO和H2的混合氣中,V(CO): V(H2)=_______。
(3)若剩余氣體的體積為a L,則a的取值范圍是_________
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