题目内容
TiO2和TiCl4都是钛的重要化合物,某化学兴趣小组在实验室对两者的制备及性质进行探究。
Ⅰ.制备TiCl4
实验室利用反应TiO2 (s)+CCl4(g)
TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,装置图和有关信息如下:
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物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其他 |
CCl4 | —23 | 76 | 与TiCl4互溶 |
TiCl4 | —25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)实验开始前后的操作包括:①检查装置气密性,②组装仪器,③通N2一段时间,④加装药品,⑤点燃
酒精灯⑥停止通N2⑦停止加热。正确的操作顺序是__________________________。实验结束后欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是 。
(3)装置E能否 (填“能”或“不能”)换成装置A,理由是 。
(4)TiCl4是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。某钛合金的元素还有Al和Si等,已知在常温下,钛是一种耐强酸强碱的金属,请设计实验检验其中的Si元素。 。
Ⅱ.制备TiO2及测定TiO2的质量分数:
在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。
(5)写出生成TiO2·xH2O的化学方程式 。
(6)检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________________________________________。
(7) 一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取上述TiO2试样0.2g,消耗0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液20mL
。
①配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的目的是: 。
②该滴定操作所用到的指示剂是 。
③则TiO2质量分数为 。
实验室制备环己酮的反应原理:
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其反应的装置示意图如下(夹持装置、加热装置略去):
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环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表(注:括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点)
物质 | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3, 20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 161.1(97.8) | 0.962 | 能溶于水 |
环己酮 | 155.6(95) | 0.948 | 微溶于水 |
饱和食盐水 | 108.0 | 1.330 | |
水 | 100.0 | 0.998 |
(1)实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的A中,在55~60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95 ~ 100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
① 仪器B的名称是 。
② 蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是 。
③ 蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:
a.蒸馏,收集151~ 156℃馏分,得到精品
b.过滤
c.在收集到的粗品中加NaCl固体至饱和,静置,分液
d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水
① 上述操作的正确顺序是 (填序号)。
② 在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是 。
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(3)环己酮是一种常用的萃取剂,以环己酮为成分之一的萃取液对金属离子的萃取率与pH的关系如上图。现有某钴矿石的盐酸浸出液, 浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Mn2+、Al3+,除去Al3+ 后,再利用萃取法分离出MnCl2以得到较为纯净的CoCl2溶液,pH范围应控制在 。
a.2.0~2.5 b.3.0~3.5 c.4.0~4.5
(4)在实验中原料用量:20mL环己醇、酸性Na2Cr2O7溶液10mL,最终称得产品质量为14.7g,则所得环己酮的产率为 (百分数精确到0.1)。
(5)实验产生的含铬废液易污染环境,可将Cr2O72-转化为Cr3+,再转化为Cr(OH)3沉淀除去,为使Cr3+浓度小于1×10-5mol/L,应调节溶液的pH=___________。(已知该条件下Cr(OH)3的Ksp是6.4×10-31, lg2=0.3 lg5=0.7)
在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,一定条件下发生如下反应2SO2+ O2
2SO3。反应达到平衡后,各物质的物质的量可能为
n(SO2)/mol | n(O2)/mol | n(SO3)/mol | |
A | 1.0 | 0 | 1.0 |
B | 0 | 0 | 2.0 |
C | 0.2 | 0.1 | 1.8 |
D | 1.5 | 0.75 | 1.0 |