题目内容
【题目】【河南省2017届诊断卷(A)】金属钛(Ti)具备硬度大、熔点高、耐酸碱腐蚀,被广泛用于航天航空、医疗卫生及日常生活中。以钛铁矿(主要成分FeTiO3)为主要原料冶炼金属钛的生产工艺如下:
回答下列有关问题:
(l)钛铁矿精矿中加入硫酸除生成TiOSO4外,还生成水和硫酸亚铁,则FeTiO3中Ti的化合价为__价。
(2)流程图中加入“铁屑”的目的是_______(填字母)。
A.防Fe2+氧化 B.与Fe3+反应 C.防Fe2+水解 D.防Fe3+水解
(3)溶液I经“操作a”可得固体副产品甲,则操作a的名称包括冷却、________,副产品甲的化学式是______。
(4)已知钛酸难溶于水,其化学式为H2TiO3。则向溶液II中加入水,加热时的化学方程式为_____。
(5)操作b为煅烧,则中间产品乙的化学式为_______。
(6)已知气体丙是一种有毒气体,写出中间产品乙与氯气、焦炭反应的化学方程式______。
(7)在800~1000℃时,应用如图装置电解TiO2也可制得海绵钛。装置图中e 是电源的_____极,阴极的电极反应式为__________。
【答案】 +4 A 结晶、过滤(缺少过滤不得分) FeSO4 TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4 TiO2 TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO 负 TiO2+4e- =Ti+2O2-
【解析】(1)FeTiO3中Fe是+2价,O是-2价,则根据正负价代数和为0可知Ti的化合价为+4价价。(2)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是FeSO4,加入铁屑,可防止Fe2+氧化,答案选A;(3)铁过量,溶液中含有硫酸亚铁,从溶液中得到硫酸亚铁的操作是冷却、结晶、过量,其中副产品甲的化学式是FeSO4。(4)已知TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀和氢离子,所以溶液II中加入水,加热时的化学方程式为TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4;(5)乙和焦炭、氯气反应生成四氯化钛和气体丙,而操作b为煅烧,则中间产品乙的化学式为TiO2。(6)已知气体丙是一种有毒气体,是CO,因此中间产品乙与氯气、焦炭反应的化学方程式TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO。(7)氧离子向f电极移动,则f电极是阳极,所以装置图中e 是电源的负极;电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO2+4e-=Ti+2O2-。
【题目】分某化学兴趣小组在实脸室模拟侯德榜制碱法制备纯碱。主要步骤如下:
第一步:配制饱和NaCl溶液,倒入烧杯中加热;
第一步:控制温度在30-35 ℃。边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟;
第三步:静置、过滤得NaHCO3晶体.用少量蒸馏水洗涤除去杂质,然后抽干;
第四步:将第二步所得固体转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得纯碱固体,
已知:温度高于35℃时,NH4HCO3会分解。有关盐的溶解度(g/100g水)如下表:
盐 | 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 100℃ |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 39.8 |
NH4HCO3 | 11.9 | 15.8 | 21.0 | 27.0 | —— | —— | —— | —— |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.l | 12.7 | 14.5 | 16.4 | —— |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.3 | 77.3 |
回答下列问题:
(1)反应温度控制在30-35℃范围内,应采取的加热方法为 ,反应温度不能高于35℃的理由是 .
(2)第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 ;用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 (用离子符号表示)。
(3)若向过滤所得母液中加入 (填写试剂名称),并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
(4)纯碱产品不纯,含有NaHCO3、NaCl等杂质。测定纯碱中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加l-2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点), 所用盐酸体积为V1mL,再加1-2滴甲基橙指示剂,继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙,所用盐酸总体积为V2mL。
① 实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 ;在容量瓶的使用方法中,下列操作正确的是 (填写标号)
a.使用容量瓶前检验它是否漏水
b.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
c.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中.然后加蒸馏水定容
d.用容量瓶把溶液配制完成以后.直接贴上标签,放置备用
e.定容后盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动几次
② 写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)= 。