题目内容

为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如下图所示。

请填写下列空白：
（1）钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用___________________；已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6，则氯化炉中的还原剂化学式是________________________；
（2）已知：①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H=－641kJ?molˉ1
②  2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=－512kJ?molˉ1
则Ti(s)+2Cl2(g)= TiCl4(s)  △H=               ；
（3）Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是_______________________；
（4）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O，该电池中负极上的电极反应式是：2CH3OH－12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O。则正极上发生的电极反应为：___________。工作一段时间后，测得溶液的pH是____（填“减小”、“增大”或“不变”）。
（16分）（1）增大反应物间接触面积，提高反应速率2分）     C、FeTiO3（4分，各2分，顺序不要求）
（2）－770kJ?molˉ1（2分，一定要标明单位）
（3）Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可防止被氧化（4分，前后回答准确各2分）
（4）①O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ（或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ）（2分） ②减小（2分）

试题分析：（1）联系影响化学反应速率的因素，钛铁矿是固体反应物，粉碎可以增大固体反应物的表面积，增大反应物之间的接触面积，提高化学反应速率；根据物质的量之比等于化学方程式的系数之比，则Cl2、C的系数分别为7、6，读图可知，氯化炉中氯元素由0降为—1价，则降低总数为1×2×7=14，碳元素由0升为+2价，升高总数为2×6=12，由于碳元素化合价升高总数不等于氯元素化合价降低总数，说明铁元素一定由+2升为+3价，且其系数为2，则该反应为2FeTiO3+7Cl2+6C=2TiCl4+2FeCl3+6CO，还原剂为FeTiO3和C；（2）观察已知热化学方程式，未知焓变的热化学方程式可以通过①×2–②得到，根据盖斯定律可知，△H=①的焓变×2–②的焓变=（－641kJ?molˉ1）×2—（－512kJ?molˉ1）=—770kJ?molˉ1；（3）还原炉中反应为2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s)，Mg、Ti的还原性都强，容易被氧气、水、二氧化碳、氮气等气体氧化，降低钛的产率，而氩气是惰性气体，能防止镁、钛氧化，提高钛的产率；（4）正极上主要反应物和产物为O2→OHˉ；氧元素由0降为—2价，降低总数为4，则1个氧分子得到4个电子，即O2+4eˉ→OHˉ；根据左右电荷守恒原理，左边带4个负电，则右边一定为4个氢氧根离子，即O2+4eˉ→4OHˉ；根据左右原子个数守恒原理，右边比左边多4个H、2个O，说明左边还有2个H2O，即正极反应式为O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ；O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ中各微粒系数都乘以3，则3O2+12eˉ+6H2O=12OHˉ，也是该燃料电池的正极反应式；依题意，该燃料电池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O，工作一段时间后，氢氧根离子被消耗，且水的量增大，则氢氧根离子浓度一定减小，电解质溶液的碱性减弱，pH减小。
练习册系列答案
相关题目
现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O22MgO；②3Mg+N2Mg3N2；③2Mg+CO22MgO+C；
④Mg+H2OMgO+H2↑； ⑤Mg3N2 +6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。

回答下列问题：
（1）在设计实验方案时，除装置A、D、E外，还应选择的装置有            （填字母代号），选择装置D目的为_____________________________                           ；
（2）通气后，应先点燃        处的酒精灯；如果同时点燃A、F装置的酒精灯，将会使实验结果           （填“偏高”或“偏低”）原因                                                
（3）请设计一个实验，验证产物是Mg3N2，写出操作步骤、现象和结论：
_____________________________________________________________________          
利用下列各组中的物质制备并收集少量相应的气体，能采用如图装置的是

①浓氨水和固体NaOH制NH3  ②大理石和稀盐酸制CO2
③过氧化氢溶液和二氧化锰制O2④稀硝酸和铜片制NO
⑤浓盐酸和二氧化锰制Cl2      ⑥电石和水制C2H2

20070404

 
⑦锌粒和稀硫酸制H2           ⑧乙醇和浓硫酸制C2H4

A．②③      B．①⑥⑦      C．②⑤⑧      D．①④⑥
氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

回答下列问题：
（1）检查装置E气密性的操作方法是                                          。
（2）利用上述装置制取氢化钙时按气流方向连接顺序为i→___→___→___→  →  →   →a（填仪器接口的字母编号）。
（3）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；__________________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。
A．加热反应一段时间B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却
（4）写出CaH2与水反应的化学方程式_________________________________________ ；登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_______________。
铬及其化合物在现代工业上的应用广泛，可用于电镀，鞣制羊毛，皮革；铬还用于照相材料，胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。
Ⅰ：某工厂对制革工业污泥中Cr（III）回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3＋、Al3+、Ca2+、Mg2+）：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cu2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7.0
——
——
4.7
——
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
11.1
8
6.7
9 （＞9溶解）
 
（1）实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L－1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需                     。
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是                 （至少答一点）。
（3）调节溶液的pH=8是为了除去             离子。钠离子交换树脂的原理为：
Mn＋＋nNaR→MRn＋nNa＋，被交换的的杂质离子是             。
（4）Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH－(aq)
常温下，Cr(OH)的溶度积Ksp= c(Cr3+)? c3(OH－)=10－32，要使c(Cr3+)降至10－5mol/L，溶液的pH应调至         。
（5）还原过程发生以下反应（请配平）：    Na2Cr2O7＋     SO2＋         
=     Cr(OH) (H2O)5SO4＋    Na2SO4；
Ⅱ：工业废水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr2O72－的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。用Fe做电极的原因为
                                                                         
在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）                         。
亚铁盐中，FeSO4?7H2O露置于空气中易被氧气氧化，而莫尔盐[(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O]露置于空气中不易被氧气氧化，是一种重要的定量分析试剂。其制备原理是：FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O =(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O。
实验室用废铁屑制备莫尔盐的过程如下：

（1）步骤I除锈的操作是：将废铁屑放入烧杯，        ，过滤，洗涤。
（2）步骤II铁屑的溶解在锥形瓶中进行，并水浴加热到60℃左右，需要的仪器是铁架台、石棉网、大烧杯、                   。
（3）步骤III中加入的（NH4)2SO4与溶液中FeSO4的物质的量需满足的关系为：n[(NH4)2SO4]∶n[FeSO4]=                       。
为了确定（NH4)2SO4的用量，下列方法简便可行的是         (填编号）。
A．称量废铁屑的质量，推算所需（NH4)2SO4的质量
B．称量无锈铁屑和步骤II之后剩余铁屑的质量，推算所需（NH4)2SO4的质量
C．测定FeSO4溶液的浓度和体积，推算所需（NH4)2SO4的质量
（4）所得晶体样品中可能混有的杂质是FeSO4·7H2O和（NH4)2SO4中的一种。某小组设计了如下方案进行检验和测定，请在答题卡上完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象和结论
步骤1
取少量样品                          
样品颜色可能有变化。
步骤2
步骤1后将样品转移到试管中，加入去氧蒸馏水，振荡溶解，调节至酸性，________
___________                 __  。
若        ，说明样品中含有FeSO4·7H2O杂质。
步骤3
若步骤2证明样品不含FeSO4?7H2O杂质，再另取样品测定其中NH4+的质量分数w1与理论值w2比较。
若w1         w2，说明样品中含有（NH4)2SO4杂质。
（已知(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O的式量为392，(NH4)2SO4的式量为132）
下列气体既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是（  ）
A．SO2B．NH3C．N2D．CO2
某化学实验小组为验证常见还原剂SO2、I－、Fe2+的还原性强弱的顺序为：
SO2＞I－＞Fe2+，用下图所示装置进行实验（加热和夹持装置已略，气密性已检验）。

（1）上述实验需要加热的装置是　　　　　　　　　
（2）D中，烧杯盛放的是　　　　　　　　　　　　　
（3）实验开始时，关闭K1，打开K2，通入少量氯气，写出B中发生反应的离子方程式　________________　　　　　　　　　　　　　　　
①为验证I－的还原性比Fe2+强，取（3）后B中的少量溶液于试管中，应再往试管中滴入　________　　　　 　　溶液，现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
②在（3）后，为了比较SO2和I－的还原性强弱，接下来的操作是　　　　
A．关闭K2开K1　　　　
B．关闭K1打开K2　　　　　　
C．同时打开K1和K2
（4）若打开K2，通入Cl2恰好将Fe2+、I－全部氧化后，再打开K1通入SO2，当Fe3+全部转化为Fe2+时，此时通入的SO2的体积（标准状况下）为　  ________  
某学生用0.1000 mol·L－1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液，其操作可分解为如下几步：
A．取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶中，并加入2－3滴酚酞试液
B．用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2－3次
C．把盛有标准氢氧化钠溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D．取标准氢氧化钠溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2－3mL处
E．调节液面至“0”或“0”刻度以下，记下读数，为3.10mL
F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管的读数。回答下列问题：

（1）正确的操作顺序是：B、                    、F（填序号）；
（2）上述B步骤操作的目的是                                       ；
（3）上述A步骤操作之前，若先用待测溶液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响  
是                              （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）；
（4）判断到达滴定终点的实验现象是                       ；
（5）若滴定结束时，滴定管液面如图所示，则终点读数为              mL。
（6）根据读数计算出该待测液的浓度为                                        。

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