摘要:(1)不需要 (2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (3)TiO2+4e-=Ti+2O2-(或Ti4++4e-=Ti) (4)碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少 (5)-243Kj ·mol-1 (6)碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动.导致反应顺利进行

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B.聚合氯化铝(PAC)可以看成是AlCl3水解成为Al(OH)3的中间产物,其化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m(m≤10,n=3~5).若式中,n接近于6或等于6,则可称为铝溶胶.聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂.某合作学习小组的同学在查阅文献资料后拟用不同的方法制备聚合氯化铝.
(1)甲组用凝胶-溶胶法,它们用结晶氢氧化铝、烧碱、CO2及盐酸为试剂生产,其中涉及的氢氧化铝与烧碱反应的化学方程式为:
 

(2)乙组采用不足量酸溶法,原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等,反应原理为:2Al+(6-n)HCl+nH2O=Al2(OH)nCl6-n+3H2↑.该制备方法工艺简单、成本低,利用本身是放热反应,故不需要加热,可能缺点有:
 
(列举一条).
(3)丙组拟用高岭土(Al2O3?2SiO2?2H2O)等为原料,经焙烧、盐酸浸取、聚合、熟化、蒸发、干燥等步骤得到固体PAC.其中液体PAC蒸发时,适宜在110℃左右,你认为适宜的加热方法是
 

(4)丁组同学对甲、乙、丙组同学制得的样品进行定性实验,请你补充下列实验报告
实验序号 实验步骤 实验现象 结论
用激光笔照射甲组制得的PAC溶液 光亮的通路
 
取乙组制得的样品少许加入铝试剂阿罗明拿 变成玫瑰红色
 
取丙组样品少许,溶于适量的水制得的淡黄色透明液体中加入氟化铵
 
 
(5)戊组同学对丙组固体样品请质检部门用27Al-NMR测试,其中的分散质主要是:Al13O4(OH)24Cl7,属于优质产品.他们另取样品mg少许放在坩埚中充分加热并灼烧,最终得到的固体产物为:
 
,若得到固体ng,则制得的样品中铝的质量分数为
 
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(一)括号中的物质是杂质,写出除去这些杂质的试剂:
(1)MgO (Al2O3
NaOH溶液
NaOH溶液
(2)Cl2(HCl)
饱和NaCl溶液
饱和NaCl溶液

(3)FeCl3(FeCl2
氯气或氯水
氯气或氯水
(4)NaHCO3溶液(Na2CO3
CO2
CO2

(二)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如图1所示:

回答下列问题:
写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式
CaO+MgCl2+H2O=Mg(OH)2+CaCl2
CaO+MgCl2+H2O=Mg(OH)2+CaCl2

操作①主要是指
过滤
过滤
;试剂①可选用
HCl
HCl
;操作②是指
蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
;经操作③最终可得金属镁.
(三)实验室配制480ml 0.1mol?L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取十水碳酸钠晶体
14.3
14.3
g.
(2)如图2所示的仪器配制溶液肯定不需要的是
AC
AC
(填序号),本实验所需玻璃仪器E规格为
500
500
mL.
(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的
①③⑤
①③⑤
.(填数字符号)
(4)配制所需的主要仪器是:a容量瓶、b烧杯、c胶头滴管、d托盘天平,它们在操作过程中使用的前后顺序是
dbac
dbac
.(填写字母,每种仪器只能选择一次)
(5)玻璃棒是化学实验中常用的一种玻璃工具,则在配制溶液的过程中玻璃棒共起到了
2
2
种用途.(填写数字)
(6)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏低的是
CE
CE

A.配制前设有将容量瓶中的水除尽;      B.碳酸钠失去了部分结晶水;
C.碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠;    D.称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈;   E.定容时仰视刻度线.
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(2011?自贡模拟)TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途.
I.工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:

其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O.
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的化学方程式.
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

II.TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:
“方法一”是电解TiO2来获得Ti:将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池.
(3)阴极反应的电极反应式为
TiO2+4e-=Ti+2O2-
TiO2+4e-=Ti+2O2-

“方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti.因下述反应难于发生:
TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ?mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4.当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行.
(4)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ?mol-1
请写出TiO2与Cl2、C反应制各TiCl4的热化学方程式:
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1

(5)从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因.
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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用.氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料.
I.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极):
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是
CD
CD

A.a电极是负极,OH-移向负极
B.b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电池总反应式为:2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
D.电解质溶液的pH保持不变
E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)上图装置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时上图装置中溶液的pH=
1
1
  (溶液体积变化忽略不计)
II氢气是合成氨的重要原料.工业上合成氨的反应是:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.20kJ?mol-1
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是
②③
②③
(填序号)
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:

时间(h)
物质的量(mol)
0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.66kJ
27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=
4
27
4
27
(保留两位小数)
③反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向
正反应
正反应
  方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”).
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(2013?潍坊模拟)TiO2在工业生产和日常生活中有生果用途.
(1)工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:

其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O.
①净化钛矿石时,是否需要除云杂质FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
②净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理.写出该过程中发生反应的化学方程式:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(2)TiO2可通过下述两种方法制备金属钛;
方法一是电解TiO2来获得Ti(同时产生O2-):将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,用炭块作电解槽池.
(3)阴极反应的电极反应式为
TiO2+4e-=Ti+2O2
TiO2+4e-=Ti+2O2

(4)电解过程中需定期向电解槽池中加入炭块的原因是
碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少
碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少

方法二是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti.因下述反应难于发生:
TiO2(s)+2Cl2?(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=151kJ/mol
所以不能直接由TiO2与Cl2反应(即氯化反应)来制取TiO4.当往氯化反应体系中加入炭块后,炭块与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行.
(5)已知:C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ/mol.请填空:
TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+CO2(g)△H=
-243KJ?mol-1
-243KJ?mol-1

(6)从化学平衡的角度秋:往氯化反应体系中加入炭块时,氯化反应能顺利进行的原因是
碳单质与氧气反应减小产物浓度,使平衡向右移动,导致反应顺利进行;碳与氧气反应放热,相当于升高温度,平衡向着右移动
碳单质与氧气反应减小产物浓度,使平衡向右移动,导致反应顺利进行;碳与氧气反应放热,相当于升高温度,平衡向着右移动
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