题目内容

2．二氧化钛是一种重要的工业原料．
（1）实验室可通过以下方法制得：TiCI4$\stackrel{水解}{→}$TiO2•xH2O$\stackrel{过滤、除CI-、烘干、焙烧}{→}$TiO2
TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式是TiCl4+（x+2）H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl；检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净的方法是取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已洗净．
（2）工业上可用含Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，其中Ti化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；向甲溶液中加入铁的目的是将将Fe3+转化为Fe2+，． 
（3）二氧化钛可用于制取金属钛，其步骤如下：TiO2 $\stackrel{①}{→}$ TiCl4$→_{②}^{Mg/800℃}$Ti
反应②的方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti，该反应需要在Ar的气氛中进行，原因是防止高温下Mg（Ti）与空气中O2（或CO2、N2）作用．

分析 （1）TiCl4水解生成TiO2•xH2O↓和HCl；氯离子和银离子反应生成白色沉淀，所以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子；
（2）钛铁矿和过量稀硫酸混合，FeTiO3和稀硫酸反应生成Fe2+、TiO2+，氧化铁和稀硫酸反应生成Fe3+，所以溶液甲中含有Fe2+、TiO2+、Fe3+，然后向溶液中加入Fe，Fe将Fe3+氧化生成Fe2+，然后过滤得到滤渣和滤液，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾和含有TiO2+溶液乙，通过一系列反应得到TiO2；
（3）先将TiO2和氯气、焦炭在高温下反应生成TiCl4，在800℃条件下，TiCl4和Mg发生置换反应生成Ti，Mg属于较活泼金属，易和空气中氧气、氮气、二氧化碳反应．

解答 解：（1）TiCl4水解生成TiO2•xH2O↓和HCl，反应方程式为TiCl4+（x+2）H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl；氯离子和银离子反应生成白色沉淀，所以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，其检验方法是取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已洗净；
故答案为：TiCl4+（x+2）H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl；取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已洗净；
（2）氧化铁属于碱性氧化物，和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；铁离子具有氧化性，Fe能将将Fe3+转化为Fe2+，从而除去杂质，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；将将Fe3+转化为Fe2+；
（3）先将TiO2和氯气、焦炭在高温下反应生成TiCl4，在800℃条件下，TiCl4和Mg发生置换反应生成Ti，反应方程式为TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti，Mg、Ti属于较活泼金属，易和空气中氧气、氮气、二氧化碳反应，所以该反应需要在Ar的气氛中进行，
故答案为：TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti；防止高温下Mg（Ti）与空气中O2（或CO2、N2）作用．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查氧化还原反应、离子检验等知识点，明确元素化合物性质是解本题关键，知道流程图中发生的反应及操作方法，题目难度不大．

练习册系列答案
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12．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．仅含有Na+、H+、OH-、CH3COO-四种离子的某溶液中存在：c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-）
B．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液与0.1 mol•L-1NaOH溶液等体积混合：c（Na+）=2c（CO${\;}_{3}^{2-}$）+c（HCO${\;}_{3}^{-}$）+2c（H2CO3）
C．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液与0.2 mol•L-1NaOH溶液等体积混合：c（Na+）＞c（OH-）＞0.05 mol•L-1＞c（CO${\;}_{3}^{2-}$）＞c（HCO${\;}_{3}^{-}$）
D．pH=4.75、浓度均为0.1mol•L-1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液：c（CH3COO-）+c（OH-）＞c（CH3COOH）+c（H+）
13．工业制硫酸生产流程如图1：

（1）实验室常用过量的氢氧化钠溶液吸收SO2尾气，该反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O．
（2）已知SO2和O2生成SO3的反应过程放热．在催化反应室中，下列措施有利于提高SO2平衡转化率的有CD．（填写编号）
A．减少压强   B．升高温度   C．不断补充空气  D．及时分离出SO3
（3）在工业制硫酸生产中，为提高催化剂效率采取的措施有净化气体、控制温度在400～500℃；增大催化剂与反应气体的接触面积等（答出2点）．
（4）在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为2L的恒容容器中加入2molSO2和1molO2．
①下列选项中不能作为判断该反应是否达平衡状态的标志的是AD．（填写编号）
A．混合气密度不变化  B．SO2百分含量保持不变　　C．容器中气体的压强不变
D．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等　　　　　　E．气体总物质的量不变
②达平衡后，测得平衡常数为K，若此时O2的转化率为x，则K和x的关系满足K=$\frac{2{x}^{2}}{（1-x）^{3}}$．
（5）SO2和O2的反应在恒容密闭容器中发生，图2、3表示在时刻t1达到平衡、在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况，根据图2、图3相关信息，判断t2发生改变的条件是降低温度．
10．纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质．某兴趣小组为测定某工业纯碱（假设仅含碳酸氢钠杂质）中碳酸钠的质量分数，设计了下列四种实验方案进行探究．请填空：

方案一：纯碱样品$\stackrel{加热}{→}$测定剩余固体质量
（1）分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量，将纯碱样品放入坩埚中充分加热．坩埚中发生反应的化学方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
（2）将坩埚置于干燥器中冷却后称量．实验时需要重复“加热、冷却、称量”操作多次，其目的是：加热至恒重，以保证NaHCO3全部分解．
方案二：称取mg样品配成250mL溶液，从中取25mL溶液先用酚酞作指示剂用0.1mol•L-1HCl溶液滴定至终点，消耗0.1mol•L-1HCl溶液V1mL，继续用甲基橙作指示剂滴定至终点，消耗0.1mol•L-1HCl溶液V2mL．则该样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{106{V}_{1}}{106{V}_{1}+84（{V}_{2}-{V}_{1}）}$×100%．
方案三：纯碱样品溶液$\stackrel{氯化钙溶液}{→}$测定沉淀质量
（3）称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解．向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液．将反应混和物过滤后的下一步操作是：洗涤沉淀，沉淀经干燥后称量为m2g．
（4）如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际不变（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
方案四：纯碱样品$\stackrel{加热}{→}$测定生成二氧化碳的质量
（5）本实验采用如下图装置，C中盛放的物质是浓硫酸．
（6）反应前后都要通入N2，反应后通入N2的目的是排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被D装置中碱石灰吸收．
17．化合物G对多种植物病原菌具有抑制作用，由丙酮合成G的路线如下：

（1）写出化合物G中含氧官能团的名称酯基、羟基．
（2）反应②的类型为加成反应．
（3）反应①还会得到另一产物H，其分子式为C8H14O2，写出H的结构简式．
（4）反应⑦生成的G会部分转化为另一产物I，Ⅰ为链状结构，分子式为C10H18O4，写出Ⅰ的结构简式：
（5）一分子G消去一分子水可得物质J，写出同时满足下列条件的J的一种同分异构体的结构简式：
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②分子的核磁共振氢谱有2个峰．
（6）以CH3OH、CH≡CH为原料合成聚丙烯醇  ，写出合成流程图（无机试剂任用）．合成流程图示例如下：CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH．
7．电镀含铬废水的处理方法较多．
Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如图流程处理：
已知：
（1）Cr（OH）3→NaCrO2→Na2CrO4→Na2Cr2O7
（2）Cu（OH）2能溶于氨水：Cu（OH）2+4NH3•H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O
请回答：
（1）操作I的名称过滤，上述操作I、II、III相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有玻璃棒．
（2）滤渣I的主要成分为Cu（OH）2、Fe（OH）3 （写化学式），试剂乙的名称氨水．
（3）加入试剂甲的目的将Fe2+氧化成Fe3+．
（4）废水处理流程中生成滤渣III的离子方程式2H2O+A1O2-+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-．
II．酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在．工业上用以下方法处理处理含Cr2O72-的废水：
①往废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；
②用Fe为电极进行电解，经过一段时间，最后有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀产生；
③过滤回收沉淀，废水达到排放标准．
（5）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极不能（填“能”或“不能”），理由因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态．
14．某同学在实验室进行实验研究化学反应速率的影响因素．
（1）研究催化剂对化学反应速率的影响，实验步骤如下：
Ⅰ向3支大小相同的试管a、b、c中各加入相同体积（2mL）5% H2O2溶液；
Ⅱ向试管a中加入少量MnO2 粉末，向试管b中滴加1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．得出实验结论：MnO2和FeCl3均能加快H2O2的分解速率，均作催化剂，且前者的催化效率高得多．
①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是控制变量．
②设计试管c 的目的是空白对照实验．
③若继续用上述实验药品研究温度对H2O2 分解速率的影响，为了便于观察，选择的催化剂是FeCl3，原因是FeCl3作催化剂反应速率适中，有利于观察反应速率的变化．
（2）现提供下列实验用品研究化学反应速率的影响因素．
实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、秒表
实验药品：铝片、铝粉、0.5mol/L 盐酸、5mol/L 盐酸
①利用所提供实验用品，可研究的化学反应速率的影响因素是盐酸的浓度、铝的表面积，为了便于观察，你建议记录的数据是反应开始到停止所用的时间．
②若要研究温度对化学反应速率的影响，还需用到的主要仪器是温度计．
11．下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是（　　）
A．乙醇、苯、四氯化碳B．苯、甲苯、环己烷
C．苯、苯酚、己烯D．苯、乙醛、乙酸
12．在一定体积的18mol•L-1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol．则浓硫酸的体积为（　　）
A．等于50 mLB．大于50 mLC．等于100 mLD．大于100 mL

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