题目内容

15．TiCl4是生产金属钛和钛白的原料，工业上主要用TiO2氯化的方法来制取．某化学实验小组以8.0g TiO2和足量 CCl4为原料制取TiCl4．装置图1如下：

表是有关物质的性质：
物质熔点/℃沸点/℃其他
CCl4-2376.8与TiCl4互溶
TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾
请回答下列问题
（1）TiCl4中化学键的类型是共价键．
（2）B中TiO2发生反应的化学方程式是TiO2（s）+CCl4（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4（g）+CO2（g）．
（3）X气体的主要成分是CO2．
（4）实验开始时先点燃A处的酒精灯，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，其主要目的是排尽系统（装置）中的空气．
（5）欲分离C装置中的TiCl4，应采用的实验操作为蒸馏（填操作名称）．
（6）若将反应过程中生成的气体X全部通入到图2所示的装置中充分反应，生成的盐是Na2CO3（填化学式），生成盐的总物质的量n≤0.1mol．

分析 为防止产品TiCl4被氧化，实验开始时先点燃A处的酒精灯，使四氯化碳挥发，排尽系统（装置）中的空气，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，B中装置在加热条件下，发生反应TiO2（s）+CCl4（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4（g）+CO2（g），CCl4、TiCl4熔点较低，C装置使这两种物质转化为液态，二者能互溶，应该采用蒸馏方法分离，D装置连接空气，由于TiCl4遇潮湿空气产生白雾，发生水解反应，故D装置作用是防止空气中水蒸进入，据此分析解答．

解答 解：（1）由TiCl4的熔沸点较低，则TiCl4为分子晶体，共价化合物，所以TiCl4中化学键的类型是共价键，故答案为：共价键；
（2）TiO2和 CCl4为在加热条件下生成TiCl4和CO2；，则反应的方程式为：TiO2（s）+CCl4（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4（g）+CO2（g）；故答案为：TiO2（s）+CCl4（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4（g）+CO2（g）；
（3）根据以上分析，CCl4、TiCl4熔点较低，C装置使这两种物质转化为液态，二者能互溶，所以最好剩余的X气体主要是CO2，故答案为：CO2；
（4）为防止产品TiCl4被氧化，先排尽系统（装置）中的空气，所以实验开始时先点燃A处的酒精灯，使四氯化碳挥发，排尽系统（装置）中的空气，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，故答案为：排尽系统（装置）中的空气；
（5）CCl4、TiCl4二者能互溶，应该采用蒸馏方法分离，故答案为：蒸馏；
（6）根据反应TiO2（s）+CCl4（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4（g）+CO2（g），则8.0g TiO2和足量 CCl4为原料制取TiCl4，则生成CO2的物质的量为$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，向200ml1.2mol/L即0.2×1.2=0.24mol的NaOH溶液中通入0.1molCO2，发生反应：2NaOH+CO2═Na2CO3，氢氧化钠过量，所以生成的盐是Na2CO3，又由于二氧化碳在过程中有损失，则生成盐的总物质的量n≤0.1mol；
故答案为：Na2CO3；0.1mol．

点评 本题考查实验制备方案，明确原理是解题关键，侧重考查学生装置的分析评价，注意对题目信息的提取与应用，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
20．下列物质中，属于纯净物的是（　　）
A．明矾B．铝热剂C．赤铁矿D．不锈钢
1．下列说法正确的是（　　）
A．由一种元素组成的物质一定是单质
B．凡是能电离出H+的化合物都是酸
C．碱能电离出OH-而使溶液显碱性，但溶液显碱性的不一定是碱
D．氨溶于水形成的溶液能导电，所以氨是电解质
3．在恒温恒容的密闭容器中，通入lmolN2和3molH2，发生反应：N2（g）+3H2（g）$?_{催化剂}^{高温高压}$ 2NH3（g）．
已知：①反应过程中的能量变化如图所示；
②达到平衡时，测得反应放出的热量为18.4kJ，混合气体的物质的量为3.6mol．请回答下列问题．
（1）图中A点表示反应物具有的总能量；C点表示生成物具有的总能量．
（2）该反应通常使用以铁为主体的复合催化剂，使用该催化剂时，B点的变化是降低（填“升高”或“降低”）．
（3）该反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol．
10．亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛；外观与食盐非常相似，但毒性较强．某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：
㈠鉴别NaCl和NaNO2
1测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1mol/L两种盐溶液的pH，测得NaNO2溶液呈碱性．NaNO2溶液呈碱性的原因是NO2-+H2O?HNO2+OH-（用离子方程式解释）．NaNO2溶液中c（HNO2）=c（OH-）-c（H+）（用溶液中其它离子的浓度关系式表示）．
2沉淀法
取2mL0.1mol/L两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液．两支试管均产生白色沉淀．分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解．该温度下 Ksp（AgNO2）=2×10-8；
Ksp（AgCl）=1.8×10-10则反应AgNO2（s）+Cl-（aq）?AgCl（s）+NO2-（aq）的化学平衡常数K=$\frac{1000}{9}$（计算结果写成分数）
（二）实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）制备亚硝酸钠．

已知：①2NO+Na2O2═2NaNO2；
②酸性条件下，NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+；Na2O2能使酸性高锰酸钾溶液褪色．
（1）加热装置A前，先通一段时间N2，目的是排出装置中的空气．
（2）装置A中发生反应的化学方程式为C+4HNO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2+4NO2+2H2O．装置B 的作用是将NO2 气体转变为NO，为后面反应提供原料．
（3）仪器C的名称为干燥管，其中盛放的药品为碱石灰（填名称）．
（三）测定亚硝酸钠的含量
称取4.000g制取样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol•L-1酸性KMnO4溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：
　次数　2　3
　KMnO体积/m　20.60　20.02　20.00　9.98
①第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是ac（填代号）．
a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b．锥形瓶洗净后未干燥
c．滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O
③根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数86.25%．（结果保留两位小数）
20．铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态．工业上以铬铁矿（主要成分为FeO•Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7•2H2O（已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂），其主要工艺流程如图1：

查阅资料得知：
①常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42-
②常温下，Ksp[Cr（OH）3]=6.3×10-31
回答下列问题：
（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr2O3为原料，利用铝热反应制取金属铬的化学方程式Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3 ．
（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是盐酸中的Cl-会被氧化，产生Cl2．
（3）固体E的主要成分是Na2SO4，根据图2分析操作a为蒸发结晶、趁热过滤．
（4）已知含+6价铬的污水会污染环境．电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：
含Cr2O72-的废水$→_{加入Na_{2}S_{2}O_{3}溶液}^{调节pH至2-3}$含Cr3+的废水$→_{控制pH}^{加入NaOH溶液}$Cr（OH）3沉淀
①Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似．在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，用离子方程式表示其原因Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O；
②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是D（填选项序号）；
A．FeSO4溶液    B．浓H2SO4     C．酸性KMnO4溶液D．Na2SO3溶液
③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr3+是否沉淀完全c（Cr3+）•（10-9）3=6.3×10-31，解之得c（Cr3+）=6.3×10-4＞10-5，所以没有沉淀完全；
④上述流程中，每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-，则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O．
7．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途．
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：

根据上述流程回答下列问题：
（1）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是过滤、蒸馏．
（2）混合①中使用冰水的目的是降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全．
（3）操作Ⅲ一般适用于分离d（填字母）混合物．
a．固体和液体     b．固体和固体    c．互不相溶的液体    d．互溶的液体
（4）混合②中加入Na2SO3时发生的离子反应方程式SO32-+Br2+2H2O=2Br-+2H++SO42-．
（5）操作Ⅱ之前加入的Ba（OH）2要控制用量，如何确定加入的Ba（OH）2已充足取反应后的上层清液少许于试管中，滴加氢氧化钡溶液，若无沉淀证明试剂加入已充分．
（6）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色，于是甲乙同学设计了简单实验加以探究：
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+，则用于证明该假设所用的试剂为KSCN溶液，若假设成立，可观察到的现象为溶液变成红色．
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Br2，其用于证明该假设所用的试剂为CCl4，选取该类型试剂的原则有AC．
A．该试剂与原溶剂及溶质不反应      B．该试剂的密度比原溶剂大
C．该试剂与原溶剂不互溶               D．该试剂比原溶剂更易溶解HBr．
4．三氯化铬是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化．制备三氯化铬的流程如图1所示：

（1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr2O3难溶于水）需用蒸馏水洗涤，如何用简单方法判断其已洗涤干净？
（2）已知CCl4沸点为76.8℃，为保证稳定的CCl4气流，适宜的加热方式是水浴加热（用温度计指示温度）．
（3）用图2装置制备CrCl3时，反应管中发生的主要反应为：Cr2O3+3CCl4═2CrCl3+3COCl2，则向三颈烧瓶中通入N2的作用：
①赶尽反应装置中的氧气；
②鼓气使反应物进入管式炉中进行反应．
（4）样品中三氯化铬质量分数的测定：称取样品0.3000g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中．移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸腾后加入1g Na2O2，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量2mol•L-1H2SO4至溶液呈强酸性，此时铬以Cr2O72-存在，再加入1.1g KI，加塞摇匀，充分反应后铬完全以Cr3+存在，于暗处静置5min后，加入1mL指示剂，用0.0250mol•L-1标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00mL．（已知：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）（图3）
①滴定实验可选用的指示剂名称为淀粉，判定终点的现象是最后一滴滴入时，蓝色恰好完全褪去，且半分钟内不恢复原色；若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
②加入Na2O2后要加热煮沸，其主要原因是除去其中溶解的氧气，防止氧气将I-氧化，产生偏高的误差．
③加入KI时发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O．
④样品中无水三氯化铬的质量分数为92.5%．
5．氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁．实验室制备装置和工业制备流程图如下：

已知：（1）无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K．
（2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应
（3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
温度/℃02080100
溶解度（g/100g H2O）74.491.8525.8535.7
实验室制备操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K1，关闭活塞K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体．      请回答：
（1）烧杯中足量的H2O2溶液的作用是把亚铁离子全部氧化成三价铁离子．
（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变．
（3）从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是：加入盐酸  后、蒸发浓缩、冷却结晶 过滤、洗涤、干燥．
（4）试写出吸收塔中反应的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
（5）捕集器温度超过673K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式（相对式量：Cl-35.5、Fe-56）为Fe2Cl6．
（6）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
①滴定终点的现象是：溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色；
②样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%．

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