题目内容

【题目】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为__________;与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是_____(填字母)。

A.Ⅳ比Ⅲ复杂

B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作简便

D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行

(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式),实验过程中的现象为__________。

(4)除了以上方法,请你再举出一例鉴别二者的方法:__________。

【答案】Ⅱ 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O D NaHCO3 a中澄清石灰水变浑浊,b中澄清石灰水不变浑浊 把二者分别配成溶液后滴加BaCl2试剂,有白色沉淀生成的为Na2CO3,无现象的为NaHCO3

【解析】

(1)碳酸钠、碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,但碳酸氢钠与盐酸反应的速率大于碳酸钠;

(2) 碳酸钠直接加热不分解,而碳酸氢钠加热生成碳酸钠、二氧化碳气体、水;

(3)碳酸钠直接加热不产生气体,而碳酸氢钠不直接加热就产生气体,更能说明碳酸氢钠不稳定;

(4)Na2CO3与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀、NaHCO3与氯化钡不反应。

(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊,故不可以;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验,故选D。

(3)碳酸钠直接加热不产生气体,而碳酸氢钠不直接加热就产生气体,更能说明碳酸氢钠不稳定,所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠,观察到的现象为a中澄清石灰水变浑浊,b中澄清石灰水不变浑浊。

(4)鉴别Na2CO3和NaHCO3还可利用其在溶液中电离出的阴离子的不同性质选择试剂,CO32—与Ba2+或Ca2+反应生成白色沉淀,HCO3—与Ba2+、Ca2+不反应,所以可以用氯化钡溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。

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【题目】四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料,用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质),制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下:

已知:

Ⅰ.①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:

2Fe3++Fe===3Fe2+、2TiO2+(无色)+Fe+4H+===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O、Ti3+(紫色)+ Fe3++ H2O===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+;

Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃。

回答下列问题:

(1)用盐酸酸浸时,为使酸浸速率加快,可采取的措施是:________________(至少写2条),发生主要反应的离子方程式为:___________。

(2)废渣的成分是_______。

(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。

(4)若将制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,该温度下反应的平衡常数K=____。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_______(只要求写出一项)。

(6)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用的方法是_______。

(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O,经过滤、水洗除去其中的Clˉ,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。

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