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(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:
①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的
(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,
②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是
(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:
(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算)。
| | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | 沉淀溶解的pH |
| Cu2+ | 4.4 | 6.4 | |
| Al3+ | 3.0 | 5.0 | 10 |
| Zn2+ | 5.9 | 8.9 | 11 |
②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
(2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知:Ksp[Fe((OH)3]≈10-38,然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题:
①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为 。
②方案中甲物质可选用的是
A.CaO B.NaOH C.CuCO3 D.Cu2(OH) 2CO3 E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因 。
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是 。
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是 。
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤 。
(一) 将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:
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(1)写出OA段所发生反应的离子方程式
(2)当加入35mL盐酸时,产生二氧化碳的体积为 mL(标准状况)
(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为???? 。
(二).氨是重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国化学家哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g);
△H=―92.4 kJ/mol,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是 (填序号)。
A.向生石灰中滴入浓氨水 B.加热浓氨水
C.直接用氢气和氮气合成 D.向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液
⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是 (填序号)。
A.采用较高压强(20 M Pa~50 M Pa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2和H2循环到合成塔中
(3) 用数字化信息系统DIS(如下图Ⅰ所示:它由传感器、数据采集器和计算机组成)可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中,以该种氨水进行滴定,计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。
![]()
图Ⅰ 图Ⅱ
① 用滴定管盛氨水前,滴定管要用 润洗2~3遍,
② 试计算该种氨水的浓度: 。
③ 下列情况下,会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是 。
A.滴定结束时仰视读数
B.量取25.00 mL醋酸溶液时,未用所盛溶液润洗滴定管
C.滴定时,因不慎将氨水滴在烧杯外
(4) 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。
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正极的电极反应式为: 。
查看习题详情和答案>>(一)(6分) 将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式
(2)当加入35mL盐酸时,产生二氧化碳的体积为 mL(标准状况)
(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为 。
(二).氨是重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国化学家哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g);
△H=―92.4 kJ/mol,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是 (填序号)。
A.向生石灰中滴入浓氨水 B.加热浓氨水
C.直接用氢气和氮气合成 D.向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液
⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是 (填序号)。
A.采用较高压强(20 M Pa~50 M Pa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2和H2循环到合成塔中
(3) 用数字化信息系统DIS(如下图Ⅰ所示:它由传感器、数据采集器和计算机组成)可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中,以该种氨水进行滴定,计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。
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图Ⅰ 图Ⅱ
① 用滴定管盛氨水前,滴定管要用 润洗2~3遍,
② 试计算该种氨水的浓度: 。
③ 下列情况下,会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是 。
A.滴定结束时仰视读数
B.量取25.00 mL醋酸溶液时,未用所盛溶液润洗滴定管
C.滴定时,因不慎将氨水滴在烧杯外
(4) 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。
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正极的电极反应式为: 。
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