8.(2011福建高考24，14分)

四氯化鈦(TiCl₄)是制取航天航空工業(yè)材料--鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO₃)制備TiCl₄等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：

回答下列問題：

(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生：

2Fe³⁺+Fe === 3Fe²⁺

2TiO²⁺(無色) +Fe+4H⁺ === 2Ti³⁺(紫色) +Fe²⁺+2H₂O

Ti³⁺(紫色) +Fe³⁺+H₂O === TiO²⁺(無色) +Fe²⁺+2H⁺

加入鐵屑的作用是____________。

(2)在②→③工藝中需要控制條件以形成TiO₂·n H₂O溶膠，該分散質(zhì)顆粒直徑大小在_____________范圍。

(3)若把③中制得的固體TiO₂·n H₂O用酸清洗除去其中的Fe (OH)₃雜質(zhì)，還可制得鈦白粉。已知25℃時(shí)，K_sp[Fe(OH)₃]＝2.79×10^-39,該溫度下反應(yīng)Fe (OH)₃+3H⁺Fe³⁺ +H₂O的平衡常數(shù)K=_____________。

(4)已知：TiO₂ (s) +2 Cl₂ (g)=== TiCl₄(l) +O₂(g)　　 △H=+140KJ·mol^-1

2C(s) +O₂(g)=== 2CO(g) 　　　　　　　　　　 　△H=-221KJ·mol^-1

寫出④中TiO₂和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl₄和CO氣體的熱化學(xué)方程式：_____________。

(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是_____________(只要求寫出一項(xiàng))。

(6)依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄ ，可采用_____________方法。

解析：(1)根據(jù)題意給出方程式分析鐵屑的作用就是作為還原劑的，即：將Fe³⁺還原為Fe²⁺，另外浸出液顯紫色，說明含有Ti³⁺，防止Ti³⁺被Fe³⁺氧化成TiO²⁺。參考答案中“生成Ti³⁺保護(hù)Fe²⁺不被氧化�！庇悬c(diǎn)讓人費(fèi)解，能不能說成“防止Ti³⁺被Fe³⁺氧化成TiO²⁺”或者說“將TiO²⁺還原成Ti³⁺”。

(2)形成TiO₂·n H₂O溶膠，說明得到是膠體，其分散質(zhì)顆粒直徑大小為10^－9-10^－7m(或1nm-100nm)；

(3)K_sp[Fe(OH)₃]=c(Fe³⁺)×c³(OH^-)＝2.79×10^-39，25℃時(shí)，c(H⁺)×c(OH^-)＝Kw＝1×10^-14；反應(yīng)Fe (OH)₃+3H⁺Fe³⁺ +H₂O的平衡常數(shù)K=＝＝＝2.79×10³。

此問設(shè)計(jì)精妙！利用數(shù)學(xué)關(guān)系巧妙代換求出反應(yīng)的平衡常數(shù)，命題者的獨(dú)具匠心可見一斑。

(4)涉及蓋斯定律計(jì)算，比較常規(guī)，按要求寫出方程式相加即可得出答案：

TiO₂(s)+ 2C(s)+2Cl₂ (g)＝TiCl₄(l)+2CO(g)　　△H=-81KJ·mol^-1

(5)依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處產(chǎn)生了廢氣，廢液，廢渣等。

(6)下表信息可以看出，SiCl₄、TiCl₄兩者的沸點(diǎn)相差較大，要精制含少量SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄可用蒸餾(或分餾)等方法。

這題是典型的化工流程題，問題設(shè)置不難。第(3)小問是亮點(diǎn)，精妙！個(gè)人覺得加上請計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K可能設(shè)問更清晰。

答案：(1)使Fe³⁺還原為Fe²⁺；生成Ti³⁺保護(hù)Fe²⁺不被氧化。

　　　 (2)10^－9m-10^－7m(或其他合理答案)；

　　　 (3)2.79×10³；

　　　 (4)TiO₂(s)+ 2C(s)+2Cl₂ (g)＝TiCl₄(l)+2CO(g)　　△H=-81KJ·mol^-1；

　　　 (5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)；

　　　 (6)蒸餾(或分餾，或精餾)。

7．(2011上海8)高爐煉鐵過程中既被氧化又被還原的元素是

A．鐵　　 B．氮　　 C．氧　　 D．碳

解析：本題考察煉鐵原理。

答案：D

6．(2011上海5)高鐵酸鉀( K₂FeO₄)是一種新型的自來水處理劑，它的性質(zhì)和作用是

A．有強(qiáng)氧化性，可消毒殺菌，還原產(chǎn)物能吸附水中雜質(zhì)

B．有強(qiáng)還原性，可消毒殺菌，氧化產(chǎn)物能吸附水中雜質(zhì)

C．有強(qiáng)氧化性，能吸附水中雜質(zhì)，還原產(chǎn)物能消毒殺菌

D．有強(qiáng)還原性，能吸附水中雜質(zhì)，氧化產(chǎn)物能消毒殺菌

解析：高鐵酸鉀( K₂FeO₄)中Fe的化合價(jià)是+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質(zhì)。

答案：A

5.(2011重慶) 下列敘述正確的是

A. Fe分別與氯氣和稀鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同

B.K、Zn分別與不足量的稀硫酸反應(yīng)所得溶液均呈中性

C. Li、Na、K的原子半價(jià)和密度隨原子序數(shù)的增加而增大

D.C、P、S、Cl的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸增強(qiáng)

解析：鐵屬于變價(jià)屬于變價(jià)金屬，與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成Fe³⁺，與弱氧化劑反應(yīng)生成Fe²⁺，氯氣屬于強(qiáng)氧化劑，鹽酸屬于非氧化性酸，因此選項(xiàng)A不正確；當(dāng)硫酸不足時(shí)，Zn和K均過量，但過量的K會(huì)繼續(xù)和水反應(yīng)生成KOH而呈堿性，B不正確；同主族元素自上而下，隨著核電荷數(shù)的增加電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，密度也逐漸增大，但Na的密度大于K的，C不正確；C、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)，所以其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，D正確。

答案：D

4.(2011山東高考12)Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是

A.三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物

B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物

C.制備AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂均不能采用將溶液直接蒸干的方法

D.電解AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂的混合溶液是陰極上依次析出Cu、Fe、Al

解析：鋁對應(yīng)的氧化物Al₂O₃屬于兩性氧化物，A不正確；鋁屬于活潑金屬其表面易被空氣中氧氣氧化形成一層致密的氧化膜而使鋁不易被腐蝕；鐵放置在空氣可以直接發(fā)生化學(xué)腐蝕，例如鐵與氯氣直接反應(yīng)而被腐蝕；銅放置在空氣中會(huì)和空氣中氧氣、二氧化碳和水緩慢的反應(yīng)生成堿式碳酸銅即銅綠，方程式為2Cu+O₂+CO₂+H₂O==Cu₂(OH)₂CO₃，因此選項(xiàng)B不正確；AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂均屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中會(huì)水解生成相應(yīng)的氫氧化物和HCl，溶液在加熱時(shí)會(huì)促進(jìn)水解，同時(shí)生成的HCl揮發(fā)，進(jìn)一步促進(jìn)水解，當(dāng)溶液蒸干后將最終將得到相應(yīng)的氫氧化物，所以選項(xiàng)C正確；鋁屬于活潑的金屬元素，在水溶液中Al³⁺不會(huì)放電生成鋁單質(zhì)；Fe³⁺在水溶液會(huì)放電但產(chǎn)物是Fe²⁺，而不是單質(zhì)鐵；只有Cu²⁺在陰極上得到電子生成單質(zhì)銅。所以選項(xiàng)D也不正確。

答案：C

3.(2011廣東高考10)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是

A、將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探究討Mg的活潑性

B、將NaOH溶液緩慢滴入MgSO₄溶液中，觀察Mg(OH)₂沉淀的生成

C、將Mg(OH)₂濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀

D、將Mg(OH)₂沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl₂固體

解析：本題考察鎂及其化合物的性質(zhì)、常見的基本實(shí)驗(yàn)操作。稀釋濃硫酸時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿著器壁慢慢加入水中，并及時(shí)攪拌，A是錯(cuò)誤的；過濾時(shí)需要用玻璃棒引流，因此C不正確；蒸發(fā)溶液時(shí)應(yīng)該用蒸發(fā)皿而不是表面皿，由MgCl₂水解，所以加熱時(shí)必需在HCl的氣氛中加熱才能得到MgCl₂固體，所以D不正確。因此只有選項(xiàng)B是正確的。

答案：B

2.(2011福建高考9)下表各選項(xiàng)中，不能利用置換反應(yīng)通過Y得到W的一組化合物是

解析：A項(xiàng)中是Mg與CO₂反應(yīng)，方程式為2Mg+2CO₂2MgO+C；B項(xiàng)中Al與Fe₂O₃發(fā)生鋁熱反應(yīng)，方程式為Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃；C項(xiàng)中是金屬Na與C₂H₅OH反應(yīng)，方程式為2Na+2CH₃CH₂OH=2CH₃CH₂ONa+H₂↑。這三個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng)。D項(xiàng)中是發(fā)生Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，不是置換反應(yīng)，但學(xué)生可能將此反應(yīng)記錯(cuò)，認(rèn)為生成了鐵單質(zhì)。此題難度不大，但素材來自教學(xué)一線，考查學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的錯(cuò)誤，對實(shí)際教學(xué)有一定的指導(dǎo)作用。

答案：D

1.(2011北京高考11)下列實(shí)驗(yàn)方案中，不能測定Na₂CO₃和NaHCO₃,混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是

A.取a克混合物充分加熱，建中b克

B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體

C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克

D.取a克混合物與足量Ba(OH)₂溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體。

解析：NaHCO₃受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所以通過加熱分解利用差量法即可計(jì)算出Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A正確；Na₂CO₃和NaHCO₃均可與鹽酸反應(yīng)生成水、二氧化碳和氯化鈉，所以bg固體是氯化鈉，利用守恒法可計(jì)算出Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B正確；混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，也會(huì)生成水和二氧化，所以逸出的氣體是二氧化碳，但會(huì)混有水蒸氣，即堿石灰增加的質(zhì)量不是二氧化碳的質(zhì)量，因此選項(xiàng)C不能測出混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Na₂CO₃和NaHCO₃都與Ba(OH)₂反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為

CO₃^2－+Ba²⁺=BaCO₃↓、HCO₃^－+OH^－+Ba²⁺=H₂O+BaCO₃↓，因此最后得到的固體是BaCO₃，所以可以計(jì)算出Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，選項(xiàng)D也正確。

答案：C

26．(2011上海27)CuSO₄·5H₂O是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用。以下是CuSO₄·5H₂O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖。

根據(jù)題意完成下列填空：

(1)向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸，在銅粉溶解時(shí)可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：　　　　　　　　　　 、

　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)如果銅粉、硫酸及硝酸都比較純凈，則制得的CuSO₄·5H₂O中可能存在的雜質(zhì)是　　　　　　 ，除去這種雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作稱為　　　　　　　　　　　 。

(3)已知：CuSO₄+2NaOH=Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄

　 稱取0.1000 g提純后的CuSO₄·5H₂O試樣于錐形瓶中，加入0.1000 mol/L氫氧化鈉溶液28.00 mL，反應(yīng)完全后，過量的氫氧化鈉用0.1000 mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用鹽酸20.16 mL，則0.1000 g該試樣中含CuSO₄·5H₂O 　　　　g。

(4)上述滴定中，滴定管在注入鹽酸之前，先用蒸餾水洗凈，再用　　　　　　　　　　　　　　 。

在滴定中，準(zhǔn)確讀數(shù)應(yīng)該是滴定管上藍(lán)線　 　　　　　　　　　　　所對應(yīng)的刻度。

(5)如果采用重量法測定CuSO₄·5H₂O的含量，完成下列步驟：

　 ①　　　　　　　 ②加水溶解③加氯化鋇溶液，沉淀④過濾(其余步驟省略)

　 在過濾前，需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，其操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(6)如果1.040 g提純后的試樣中含CuSO₄·5H₂O的準(zhǔn)確值為1.015 g，而實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果是l.000 g 測定的相對誤差為　　　　　　　 。

解析：本題主要考察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等觀察、物質(zhì)的提純，中和滴定、實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算。

答案：(1)溶液呈藍(lán)色，有紅棕色氣體生成

　　 (2)Cu(NO₃)₂　 重結(jié)晶

　　 (3)0.0980

　　 (4)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗2-3次　 粗細(xì)交界點(diǎn)

　　 (5)稱取樣品　 在上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液，觀察有無沉淀產(chǎn)生

　　 (6)－1.5%(－1.48%)

25.(2011四川，16分)

三草酸合鐵酸鉀晶體(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·xH₂O)是一種光敏材料，在110℃可完全失去結(jié)晶水。為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)　　　　　 鐵含量的測定

步驟一：稱量5.00g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250ml溶液。

步驟二：取所配溶液25.00ml于錐形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同時(shí)，MnO₄^-被還原成Mn²⁺。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍呈酸性。

步驟三：用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液20.02ml，滴定中MnO₄^-，被還原成Mn²⁺ 。

重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO₄溶液19.98ml

請回答下列問題：

①　　　 配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是：稱量、_______、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、________搖勻。

②　　　 加入鋅粉的目的是________。

③　　　 寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________。

④　　　 實(shí)驗(yàn)測得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。在步驟二中，若加入的KMnO₄的溶液的量不夠，則測得的鐵含量__________。(選填“偏低”“偏高”“不變”)

(2)　　　　　 結(jié)晶水的測定

　 將坩堝洗凈，烘干至恒重，記錄質(zhì)量；在坩堝中加入研細(xì)的三草酸合鐵酸鉀晶體，稱量并記錄質(zhì)量；加熱至110℃，恒溫一段時(shí)間，置于空氣中冷卻，稱量并記錄質(zhì)量；計(jì)算結(jié)晶水含量。請糾正實(shí)驗(yàn)過程中的兩處錯(cuò)誤；_________;_____ ____。

分析：本題主要考察一定物質(zhì)的量濃度的配制、中和滴定、誤差分析、實(shí)驗(yàn)操作及有關(guān)計(jì)算。

答案：(1)①溶解　 定容

②將Fe³⁺還原成Fe²⁺

　　 ③5Fe²⁺+MnO₄^－+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O

　　 ④11.20%或0.112　 偏高

　 (2)加熱后在干燥器中冷卻，對盛有樣品的坩堝進(jìn)行多次加熱，干燥器中冷卻、稱量并記錄質(zhì)量，直至稱量質(zhì)量幾乎相等。