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金属钛被称为“21世纪金属”.
(1)工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:

其中,步骤Ⅱ发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式:______、______.
②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水,在酸性条件下加入H2O2溶液,可制得具有净水作用的铁盐,该反应的离子方程式为______.
③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2?nH2O胶体,该分散质颗粒直径大小在______范围.
(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:将TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池,电解TiO2制得钛,其阴极发生的反应:______.
方法二:通过以下反应制备金属钛
①TiO2(s)+2Cl2(g)
TiCl4(g)+O2(g);△H=+151kJ/mol
②TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti
在实际生产中,需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4,其原因是:______.
(3)若已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol,则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为______.
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(1)工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:
其中,步骤Ⅱ发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式:
②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水,在酸性条件下加入H2O2溶液,可制得具有净水作用的铁盐,该反应的离子方程式为
③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2?nH2O胶体,该分散质颗粒直径大小在
(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:将TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池,电解TiO2制得钛,其阴极发生的反应:
方法二:通过以下反应制备金属钛
①TiO2(s)+2Cl2(g)
| 高温 |
②TiCl4+2Mg
| 高温 |
在实际生产中,需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4,其原因是:
(3)若已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol,则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为
1996年诺贝尔化学奖授予对发现
有重大贡献的三位科学家.
分子是形如球状的多面体(如图2—20),该结构的建立基于以下考虑:
![]()
①
分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;②
分子只含有五边形和六边形;③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2.据上所述,可推知
分子有12个五边形和20个六边形,
分子所含的双键数为30.请回答下列问题:
(1)固体
与金刚石相比较,熔点较高者应是___________,理由是_________.
(2)试估计
跟
在一定条件下能否发生反应生成![]()
(填“可能”或“不可能”)________.并简述其理由:_______.
(3)通过计算,确定
分子所含单键数为________.
(4)
分子也已制得,它的分子结构模型可以与
同样考虑而推知,通过计算确定
分子中五边形和六边形的数目.
分子中所含五边形数为__________,六边形数为________.
(5)德国和美国科学家首次制造出了由20个碳原子组成的空心笼状分子,如图2-21所示.这一成果刊登在2000年9月7日出版的英国《自然》杂志上.根据理论计算,包含20个碳原子、仅仅由正五边形构成的
分子是富勒式结构分子中最小的一种.
中有__________个五边形;共有______条棱边.
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(6)目前,科学家拟合成一种“二重构造”的球型分子,即把“足球型”的
与“足球型”的
的分子进行重新构造,并使硅原子与碳原子以共价键结合.请回答下列问题:
①你认为
与
的分子应采取怎样的镶嵌_________,理由是________.
②“二重构造”后的晶体属于_________晶体,其熔点与
、
相比_______.
(7)最近有人用一种称为“超酸”的化合物
和
反应,使
获得一个质子,得到一种新型离子化合物
.回答如下问题:
①以上反应类型上可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟,后者是_______________________.
②上述阴离子
的结构可以跟图2-22的硼二十面体相比拟,也是一个闭合的纳米笼,而且,
子有如下结构特征:它有一根轴穿过笼心,依据这根轴旋转360°/5的度数,不能察觉是否旋转过.请在图2-23中添加原子(用元素符号表示)和短线(表示化学键)画出上述阴离子.
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![]()
四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
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信息① 原子半径大小:A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质:
甲:是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
乙:无色,无味而易燃,是21世纪的主要能源。
丙:有强氧化性,可以用于消毒杀菌。请根据上述信息回答下列问题。
(1)丙 (写化学式)写出其分子的的电子式 。
(2)写出A原子最外层电子排布式 。将该元素的单质溶于水,形成的平衡体系中所有离子的浓度按由大到小排序:
(3)B形成的单质晶体可能为 。
A.离子晶体 B.分子晶体 C.原子晶体 D.金属晶体
(4)C的同主族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是____
A.其气态氢化物的稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱
B.其氢化物中的键长按O—H、S—H、Se—H、Te—H的顺序依次减小
C.其氢化物的沸点按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次增强
D.其阴离子的还原性按O2–、S2–、Se2–、Te2–的顺序依次增强
(5)与氩原子质子数和电子数均相同的微粒有HCl、H2S、PH3、SiH4,以及还有_______ 、___________等(例举两种即可)
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信息① 原子半径大小:A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质:
甲:是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
乙:无色,无味而易燃,是21世纪的主要能源。
丙:有强氧化性,可以用于消毒杀菌。请根据上述信息回答下列问题。
(1)丙 (写化学式)写出其分子的的电子式 。
(2)写出A原子最外层电子排布式 。将该元素的单质溶于水,形成的平衡体系中所有离子的浓度按由大到小排序:
(3)B形成的单质晶体可能为 。
A.离子晶体 B.分子晶体 C.原子晶体 D.金属晶体
(4)C的同主族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是____
A.其气态氢化物的稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱
B.其氢化物中的键长按O—H、S—H、Se—H、Te—H的顺序依次减小
C.其氢化物的沸点按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次增强
D.其阴离子的还原性按O2–、S2–、Se2–、Te2–的顺序依次增强
(5)与氩原子质子数和电子数均相同的微粒有HCl、H2S、PH3、SiH4,以及还有_______ 、___________等(例举两种即可)