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12.四氯化钛(TiCl4)是工业上制备金属钛的重要原料.常温下,它是一种极易水解的无色液体,沸点为136.4℃.工业制备TiCl4和钛的反应分别为:
TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$TiCl4+2CO; TiCl4+2Mg $\frac{\underline{\;800℃\;}}{Ar}$Ti+2MgCl2
如图是实验室制备TiCl4的反应装置,主要操作步骤:
①连接好整套装置,在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间;
②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时,停止加热,从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止;
③将TiO2、炭粉混合均匀后,装入管式电炉中;
④将电炉升温到800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水.

试回答下列问题:
(1)正确的操作顺序为(填序号)③①④②;
(2)装置A中的反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)操作①的目的是排尽装置内的空气,避免TiCl4遇空气中水蒸气发生水解;
(4)装置D中冷凝管进水口的位置是(填a或b)b,装置E的作用是吸收多余的Cl2,以免污染空气;
(5)工业上常用金属镁在800℃高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛,氩气的作用是防止Mg和Ti被空气中氧气氧化.

分析 (1)实验时,先装入药品,然后通入二氧化碳,将容器中的水蒸气、氧气等排除,加热反应,反应完毕后,继续通入二氧化碳,将装置内的氯气、CO等排出;
(2)装置A中用于制备氯气,反应加热,应为二氧化锰和浓盐酸的反应;
(3)四氯化钛极易水解,能与装置中的空气里的水蒸气反应;
(4)冷凝管水流应逆流效果好,反应中有未反应的氯气及挥发出来的氯化氢,会污染空气,所以要用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
(5)在800℃高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛,目的是为了防止金属被空气中的氧气氧化.

解答 解:(1)实验时,先装入药品,然后通入二氧化碳,将容器中的水蒸气、氧气等排除,加热反应,反应完毕后,继续通入二氧化碳,将装置内的氯气、CO等排出,操作顺序为③①④②,
故答案为:③①④②;
(2)装置A中用于制备氯气,反应加热,应为二氧化锰和浓盐酸的反应,反应的离子方程式为MnO2+4H++2 Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)四氯化钛极易水解,能与装置中的空气里的水蒸气反应,所以在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间,排尽装置中的空气,避免TiCl4 遇空气中水蒸气发生水解,
故答案为:排尽装置内的空气,避免TiCl4 遇空气中水蒸气发生水解;
(4)由b进冷水起冷凝作用好,反应中有未反应的氯气及挥发出来的氯化氢,会污染空气,所以要用氢氧化钠溶液进行尾气吸收,所以E的作用是吸收多余的Cl2及挥发的HCl,以免污染空气,
故答案为:b;吸收多余的Cl2及挥发的HCl,以免污染空气.
(5)工业上常用金属镁在800℃高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛:TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800°C\;}}{\;}$ Ti+2MgCl2,氩气的作用为防止Mg和Ti被空气中氧气氧化,
故答案为:防止Mg和Ti被空气中氧气氧化.

点评 本题考查物质的制备和性质探究,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,要根据实验原理提出假设,再结合物质的性质加以验证,侧重于考查学生的实验探究能力和对知识的应用能力,题目难度中等.

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13.A、B、C、D、E、F六种元素为原子序数依次增大的短周期元素.A为原子半径最小的元素,A和B可形成4原子10电子的分子X;C的最外层电子数是内层的3倍; D原子的最外层电子数是最内层电子数的一半;E是地壳中含量最多的金属元素;F元素的最高正价与最低负价代数和为6.
请回答下列问题:
(1)B、C、D、E、F五种元素原子半径由大到小的顺序是Na>Al>Cl>N>O.
(2)A和C按原子个数比1:l形成4原子分子Y.Y的结构式是H-O-O-H.
(3)分子X的电子式是;D可以在液态X中发生类似于与A2C的反应,写出反应的化学方程式2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑.
(4)实验证明,熔融的EF3不导电,其原因是AlCl3在熔融的状态下不发生电离,没有产生自由移动的离子.
(5)E的单质可溶于A、C、D形成的化合物Z的水溶液中.拉曼光谱证实此反应生成的阴离子主要以E(CA)${\;}_{4}^{-}$的形式存在,写出E溶于Z溶液的离子方程式:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑.
(6)工业品Z的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.

①该电解槽的阳极反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑.
②通电开始后,阴极附近溶液pH增大(“增大”、“减小”或”不变”).
③除去杂质后的Z溶液从液体出口B(填写“A”或“B”)导出.
3.肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为输送氧气与排出二氧化碳.肌红蛋白(Mb)可以与小分子X(如氧气或一氧化碳)结合.反应方程式:Mb(aq)+X(g)?MbX(aq)
(1)通常用p 表示分子X 的压力,po表示标准状态大气压,若X 分子的平衡浓度为p/po,写出上述反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(MbX)}{c(Mb)\frac{P}{po}}$.请用p、po及K 表示吸附小分子的肌红蛋白(MbX)占总肌红蛋白的比例$\frac{K\frac{P}{po}}{K\frac{P}{po}+1}$.
(2)在常温下,肌红蛋白与CO 结合反应的平衡常数K(CO)远大于与O2结合的平衡常数K(O2),下列哪个图最能代表结合率(f)与此两种气体压力(p)的关系C.


(3)人体中的血红蛋白(Hb)同样能吸附O2、CO2 和H+,相关反应的方程式及其反应热、化学平衡常数分别是:
Ⅰ.Hb(aq)+H+(aq)?HbH+(aq)△H1,K1
Ⅱ.HbH+ (aq)+O2(g)?HbO2(aq)+H+(aq)△H2,K2
Ⅲ.Hb(aq)+O2(g)?HbO2(aq);△H3,K3
Ⅳ.HbO2(aq)+H+(aq)+CO2(g)?Hb(H+)CO2(aq)+O2(g)
①△H3=△H1+△H2(用△H1、△H2表示),K3=K1•K2 (用K1、K2表示)
②若较低温下反应Ⅳ能自发进行,则该反应△H<0,△S<0(填“>”、“<”或“=”).
(4)图Ⅰ表示血红蛋白氧结合率(f)与氧气分压[p(O2)]示意图,当pH>7.4 时,此时图中代表的曲线是A(填“A”或“B”).
(5)向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l)+H2O(l)△H<0,CO2的浓度随时间(0~t2)变化如图Ⅱ所示,保持其他条件不变,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6CO2的浓度随时间的变化.
20.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染.

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②在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应αHCl~T曲线的示意图1,并简要说明理由:增大压强,平衡向正反应方向移动,αHCl增大,相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大.
③下列措施中,有利于提高αHCl的有BD.
A.增大n(HCl)     B.增大n(O2)      C.使用更好的催化剂    D.移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t/min02.04.06.08.0
n(Cl2)/10-3mol01.83.75.47.2
计算2.0~6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol•min-1为单位)1.8×10-3mol•min-1.
(4)Cl2用途广泛,写出用Cl2制备漂白粉的化学反应方程式2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.

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