【題目】金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫時(shí)耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,被譽(yù)為“未來金屬”。以鈦鐵礦(主要成分鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦同時(shí)獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下。請回答下列問題。
(1)鈦酸亞鐵(用R表示)與碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑,鈦酸亞鐵的化學(xué)式為_______________;鈦酸亞鐵和濃H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。
(2)上述生產(chǎn)流程中溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽離子。常溫下,其對(duì)應(yīng)氫氧化物的Ksp如下表所示。
氫氧化物 | Fe(OH)2 | TiO(OH)2 | Mg(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 1.0×10-29 | 1.8×10-11 |
①常溫下,若所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,當(dāng)溶液的pH等于_______時(shí),Mg(OH)2開始沉淀。
②若將含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀釋,立即析出大量白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________。
(3)中間產(chǎn)品乙與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)制取TiCl4的方程式為______________。Mg還原TiCl4過程中必須在1070K的溫度下進(jìn)行,你認(rèn)為還應(yīng)該控制的反應(yīng)條件是_________。
【答案】FeTiO3 FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O10 TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO隔絕空氣
【解析】
鈦鐵礦用濃硫酸溶解,反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4,向所得溶液中加入大量水稀釋后加入過量的鐵粉還原鐵離子,過濾得到濾液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到溶液中 含有亞鐵離子、TiO2+和少量鎂離子等陽離子,冷卻結(jié)晶得到副產(chǎn)品主要為硫酸亞鐵,濾液中加入水加熱過濾得到H2TiO3 ,H2TiO3加熱灼燒得到TiO2,加入氯氣、過量碳高溫下反應(yīng)生成四氯化鈦和一氧化碳,四氯化鈦和金屬鎂高溫下反應(yīng)得到氯化鎂和鈦金屬。(1). 鈦酸亞鐵與碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式,根據(jù)原子守恒,鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO3 ,鈦酸亞鐵和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無氣體生成還生成硫酸亞鐵和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O;(2) ①加入過量的鐵粉還原鐵原子,防止亞鐵離子被氧化為鐵離子,溶液中鎂離子的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,析出氫氧化鎂時(shí),溶液中的c(OH-)=mol/L=10-4mol/L,則溶液中的氫離子濃度為10-10mol/L,則溶液的pH=10;②TiO(OH)2的溶度積最小,溶液加水稀釋析出的白色沉淀為TiO(OH)2,該反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+; (3). 乙為TiO2,與氯氣和過量的碳高溫加熱反應(yīng)生成TiCl4和一氧化碳,反應(yīng)方程式為:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO,鎂能與空氣中氧氣、氮?dú)夥磻?yīng),需要隔絕空氣進(jìn)行。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示為元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W為四種短周期元素。Z元素原子核外K層與M層上的電子數(shù)相等,W元素的主族序數(shù)和周期數(shù)相同。下列說法中正確的是( )
A. Y元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H3YO4
B. Y的最簡單氣態(tài)氫化物的水溶液顯弱堿性
C. 原子半徑由小到大的順序?yàn)?/span>X<Z<Y<W
D. X、Z兩種元素的氧化物中所含化學(xué)鍵的類型相同
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【題目】在我們的日常生活中出現(xiàn)了“加碘食鹽”“鐵強(qiáng)化醬油”“高鈣牛奶”“含氟牙膏”等商品。這里的碘、鐵、鈣、氟應(yīng)理解為
A.元素B.單質(zhì)C.分子D.氧化物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. 相同溫度時(shí),氣體分子間的距離一定相等
B. 2gH2和2gO2能恰好反應(yīng)生成4gH2O
C. 3.2gO3中含有的氧原子數(shù)為1.204×1023個(gè)
D. 1 mol·L-1 MgCl2溶液中含Cl-數(shù)為1.204×1024個(gè)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板中的銅,其熱化學(xué)方程式為Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH已知①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1=+64 kJ·mol-1②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196 kJ·mol-1③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=-286kJ·mol-1。下列說法不正確的是
A. 反應(yīng)①可通過銅作電極電解稀H2SO4的方法實(shí)現(xiàn)
B. 反應(yīng)②在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行
C. 若H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH4,則ΔH4<ΔH3
D. ΔH=-320 kJ·mol-1
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【題目】將1.60gCuSO4固體置于下圖所示的裝置(固定及夾持類儀器未畫出)中加熱到1100℃,使其分解,分解過程中可以觀察到:石英管中固體由白色變?yōu)楹谏,最終變?yōu)榧t色;BaCl2溶液中生成白色沉淀,品紅溶液褪色,集氣瓶中收集到無色氣體。
(1)石英主要成分的化學(xué)式是_____;高溫分解CuSO4固體使用石英管而不使用普通玻璃管的原因是_____。
(2)石英管中剩余紅色固體質(zhì)量為0.72 g,經(jīng)檢測為不含硫元素的純凈物。則該固體的化學(xué)式為__。
(3)將BaCl2溶液中生成的白色沉淀過濾并洗滌,向洗滌后的沉淀中加入稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象。
①沉淀的化學(xué)式為_____。
②檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法是___。
(4)若NaOH溶液足量,則其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。
(5)集氣瓶中收集的無色氣體是____(填化學(xué)式),檢驗(yàn)該氣體的方法是___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】等量鎂鋁合金粉末分別與下列四種過量物質(zhì)充分反應(yīng),放出氫氣最多的是( )
A.NaOH溶液B.H2SO4稀溶液C.蔗糖溶液D.NaCl溶液
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