题目内容
纳米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂。
(1)工业上二氧化钛的制备是:
I. 将干燥后的金红石(主要成分TiO2,主要杂质SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中,在高温下通入Cl2,制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
II. 将混有SiCl4杂质的TiCl4分离,得到纯净的TiCl4。
III. 在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O。
IV. TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。
①TiCl4与SiCl4在常温下的状态是_______。II中所采取的操作名称_______。
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②如实验IV中,应将TiO2.xH2O放在_______ (填仪器编号)中加热。
(2)据报道:“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电
子被空气或水中的氧获得,生成H2O2,其过程大致如下:
a. O2→2O b. O+H2O→2OH(羟基) c. OH+OH→H2O2
①b中破坏的是 (填“极性共价键”或“非极性共价键”)。
②H2O2能清除路面空气中的
等,其主要是利用了H2O2的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)过氧化氢是重要的化学试剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。
某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量。
请填写下列空白:
①取10.00 mL密度为P g/mL的过氧化氢溶液稀释至250 mL。取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
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②滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入______________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是____________________________。
③重复滴定三次,平均耗用C mol/L KMnO4标准溶液 V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为______________。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_________ (填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
【知识点】制备实验方案的设计;化学方程式的有关计算;极性键和非极性键;氧化还原反应;直接加热的仪器及使用方法;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
【答案解析】(1)①液态(1分) 蒸馏(1分) ② b (1分)
(2)①极性共价键 (1分) ②氧化性(1分)
(3)①2 5 6 2 8 5O2 ↑ (2分)
②酸式(1分)滴入最后一滴高锰酸钾溶液时,溶液呈浅红色,且半分钟内不褪色
(2分)
③
(3分) ④偏高 (2分)
解析:(1)①根据资料卡片中的TiCl4与SiCl4熔点、沸点可知,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是液态;分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法;
②Ⅳ为烧杯与蒸发皿通常进行液态加热,高温分解固体物质常在坩埚中进行;
(2)①由2O+H2O→2OH,可知水中O-H键断裂,O-H键属于极性共价键;
②CxHy、CO等具有还原性,H2O2具有强氧化性,H2O2能氧化CxHy、CO等,清除路面空气中的CxHy、CO等,故答案为:氧化性;
(3)①方程式中,高锰酸钾有强氧化性,能将双氧水氧化为氧气,先确定缺的是O2,锰元素化合价降低了5价,生成1mol氧气时,氧元素化合价升高2价,根据电子转移守恒,配平化学方程式高锰酸根前面的系数为2,双氧水前面的系数为5,根据原子守恒来配平其他物质前面的系数,答案为:2、5、6、2、8、502;
②由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性,所以只能使用酸式滴定管,滴定到达终点的现象是:滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色,故答案为:酸式;滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色;
③根据化学方程式可以得到关系式:2MnO4-~5H2O2,耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,即cV×10-3mol的高锰酸钾时,所用双氧水的物质的量:2.5cV×10-3mol,则原过氧化氢的质量为:0.025cVmol×34g/mol=0.85cV,过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为:
;
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,有一部分溶液占据了气泡的体积,并没有滴入锥形瓶,则测定结果偏高。
【思路点拨】本题考查学生阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作、对实验原理装置的理解等,难度中等,要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力。
臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
| A | B |
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| 升高温度,平衡常数减小 | 0~3 s内,反应速率为 v(NO2)=0.2 mol·L-1 |
| C | D |
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| t1时仅加入催化剂,平衡正向移动 | 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2) |
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
| 平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
试回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)上述正向反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向________反应方向移动(填“正”或“逆”),正反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在830 ℃发生上述反应,按下表中的物质的量投入恒容反应器,其中在向正反应方向移动的有________(选填A、B、C、D)。
| A | B | C | D | |
| n(CO2) | 3 | 1 | 0 | 1 |
| n(H2) | 2 | 1 | 0 | 1 |
| n(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 |
| n(H2O) | 5 | 2 | 3 | 2 |