14.金属钛(Ti)性能优越,被称为“亲生物金属”.工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如图:

已知:①2H2SO4(浓)+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
②TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中.
(1)步骤I中发生反应的离子方程式:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,SiO2+2OH-=SiO32-+H2O.
(2)25℃时,难溶电解质形成沉淀与pH关系如表
TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
a.步骤II加入铁屑原因是将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀.
b.向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是调节PH,生成TiO(OH)2溶液.溶液Ⅱ中大量含有的阳离子有TiO2+、Fe2+、H+.
(3)TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti.
①写出由TiO2制取TiCl4的化学方程式TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO.
②依据如表信息,需加热的温度略高于1412℃即可.
(4)为了测定绿矾(FeSO4•7H2O)的含量,称取2.850g绿矾样品配置成250mL溶液,取25.00mL用0.01mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定(5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O).消耗KMnO4溶液的体积为20mL计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.5%.
已知:①2H2SO4(浓)+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
②TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中.
(1)步骤I中发生反应的离子方程式:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,SiO2+2OH-=SiO32-+H2O.
(2)25℃时,难溶电解质形成沉淀与pH关系如表
| pH | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Ti(OH)2 |
| 开始沉淀 | 1.1 | 4.5 | 7 | 1 |
| 完全沉淀 | 2.8 | 6.4 | 9.2 | 2.7 |
a.步骤II加入铁屑原因是将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀.
b.向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是调节PH,生成TiO(OH)2溶液.溶液Ⅱ中大量含有的阳离子有TiO2+、Fe2+、H+.
(3)TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti.
①写出由TiO2制取TiCl4的化学方程式TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO.
②依据如表信息,需加热的温度略高于1412℃即可.
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti | |
| 熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
| 沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
13.烟气中含有SO2等大量有害的物质,烟气除硫的方法有多种,其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下:
Ⅰ.CaCO3(s)?CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol
Ⅱ.SO2(g)+CaO(s)?CaSO3(s)△H=-402kJ/mol
Ⅲ.2CaSO3(s)+O2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4•2H2O](s)△H=-234.2kJ/mol
(1)试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的热化学方程式2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol.
(2)反应Ⅱ为烟气除硫的关键,取相同用量的反应物在3种不同的容器中进行该反应,A容器保持恒温恒压,B容器保持恒温恒容,C容器保持恒容绝热,且初始时3个容器的容积和温度均相同,下列说法正确的是ad
a.3个容器中SO2的转化率的大小顺序:aA>aB>aC
b.当A容器内气体的平均摩尔质量不变时,说明反应处于化学平衡状态
c.A、B两个容器达到平衡所用的时间:tA>tB
d.当C容器内平衡常数不变时,说明该反应处于化学平衡状态
(3)依据上述反应Ⅱ来除硫,将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中,测得不同温度下,容器内SO2的质量(mg)如下表
①在T1温度下,计算20-40min内SO2的反应速率2×10-5mol/(L•min).
②若其它条件都相同,则T1>T2(填“>”、“<”或“=”,下同);x<0.06.
③在T2温度下,若平衡后将容器的容积压缩为10L,则新平衡时SO2的浓度=原平衡时SO2的浓度(填“>”、“<”或“=”),理由是该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{1}{c(S{O}_{2})}$,温度不变,平衡常数不变,所以浓度相等.
Ⅰ.CaCO3(s)?CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol
Ⅱ.SO2(g)+CaO(s)?CaSO3(s)△H=-402kJ/mol
Ⅲ.2CaSO3(s)+O2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4•2H2O](s)△H=-234.2kJ/mol
(1)试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的热化学方程式2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol.
(2)反应Ⅱ为烟气除硫的关键,取相同用量的反应物在3种不同的容器中进行该反应,A容器保持恒温恒压,B容器保持恒温恒容,C容器保持恒容绝热,且初始时3个容器的容积和温度均相同,下列说法正确的是ad
a.3个容器中SO2的转化率的大小顺序:aA>aB>aC
b.当A容器内气体的平均摩尔质量不变时,说明反应处于化学平衡状态
c.A、B两个容器达到平衡所用的时间:tA>tB
d.当C容器内平衡常数不变时,说明该反应处于化学平衡状态
(3)依据上述反应Ⅱ来除硫,将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中,测得不同温度下,容器内SO2的质量(mg)如下表
| 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | |
| T1 | 2100 | 1052 | 540 | 199 | 8.7 | 0.06 | 0.06 |
| T2 | 2100 | 869 | 242 | x | x | x | x |
②若其它条件都相同,则T1>T2(填“>”、“<”或“=”,下同);x<0.06.
③在T2温度下,若平衡后将容器的容积压缩为10L,则新平衡时SO2的浓度=原平衡时SO2的浓度(填“>”、“<”或“=”),理由是该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{1}{c(S{O}_{2})}$,温度不变,平衡常数不变,所以浓度相等.
10.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如图:

已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
回答下列问题:
(1)流程中加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的Al3+(填“Fe3+”“Fe2+”或“Al3+”)沉淀,则调节pH的范围是4.4-7.5.
(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作氧化剂.若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为2mol.用NaNO2的缺点是产生NO污染,若用双氧水代替NaNO2发生反应的离子方程式是Fe2++H2O2+2H+═Fe3++H2O.
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42-聚合离子.该水解反应的离子方程式为2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42-+2H+.
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁.根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-.为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为D(填字母).
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液.
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)流程中加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的Al3+(填“Fe3+”“Fe2+”或“Al3+”)沉淀,则调节pH的范围是4.4-7.5.
(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作氧化剂.若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为2mol.用NaNO2的缺点是产生NO污染,若用双氧水代替NaNO2发生反应的离子方程式是Fe2++H2O2+2H+═Fe3++H2O.
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42-聚合离子.该水解反应的离子方程式为2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42-+2H+.
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁.根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-.为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为D(填字母).
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液.
9.已知草酸晶体(H2C2O4.XH2O)可溶于水,并可与酸性高锰酸钾溶液完全反应:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑
现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X,步骤如下:
①用分析天平称取草酸晶体1.440g,将其配制成100.00mL待测草酸溶液
②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化
③用浓度为0.1000mol•L-1的KMnO4标准溶液进行滴定,三次结果如下:
已知H2C2O4的相对分子质量为90,请回答下列问题:
(1)滴定时,KMnO4标准溶液应该装在酸式(填酸式或碱式)滴定管中.
(2)在整个实验过程中,不需要的仪器或用品是④⑥(填序号).
①100mL容量瓶 ②烧杯 ③滴定管夹 ④漏斗 ⑤玻璃棒 ⑥托盘天平
(3)到达滴定终点的标志是加入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为浅紫红色,且30s内不褪色.
(4)根据上述数据计算X=3.
(5)若滴定开始时仰视滴定管刻度,滴定结束时俯视滴定管刻度,则X值偏高(填:偏高、偏低、无影响).
(6)若KMnO4标准溶液浓度偏低,则X值偏低(填:偏高、偏低、无影响).
0 155604 155612 155618 155622 155628 155630 155634 155640 155642 155648 155654 155658 155660 155664 155670 155672 155678 155682 155684 155688 155690 155694 155696 155698 155699 155700 155702 155703 155704 155706 155708 155712 155714 155718 155720 155724 155730 155732 155738 155742 155744 155748 155754 155760 155762 155768 155772 155774 155780 155784 155790 155798 203614
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑
现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X,步骤如下:
①用分析天平称取草酸晶体1.440g,将其配制成100.00mL待测草酸溶液
②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化
③用浓度为0.1000mol•L-1的KMnO4标准溶液进行滴定,三次结果如下:
| 第一次滴定 | 第二次滴定 | 第三次滴定 | |
| 待测溶液体积(mL) | 25.00 | 25.00 | 25.00 |
| 标准溶液体积(mL) | 9.99 | 10.01 | 10.00 |
(1)滴定时,KMnO4标准溶液应该装在酸式(填酸式或碱式)滴定管中.
(2)在整个实验过程中,不需要的仪器或用品是④⑥(填序号).
①100mL容量瓶 ②烧杯 ③滴定管夹 ④漏斗 ⑤玻璃棒 ⑥托盘天平
(3)到达滴定终点的标志是加入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为浅紫红色,且30s内不褪色.
(4)根据上述数据计算X=3.
(5)若滴定开始时仰视滴定管刻度,滴定结束时俯视滴定管刻度,则X值偏高(填:偏高、偏低、无影响).
(6)若KMnO4标准溶液浓度偏低,则X值偏低(填:偏高、偏低、无影响).