(13分)
[探究一]为测定钛铁矿(含FeTiO3,钛酸亚铁)中可提取氧的质量分数,某研究性学习小组设计了以下两套实验装置:(注:可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子)
(1)已知FeTiO3被H2还原后,生成Fe、TiO2和水,学生甲设想用图-1装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式:
___________________________________________________________________
(2)已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2,学生乙设想用图-2装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧,并且认为该方案的意义在于:反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质,同时产生氧气:
6CO2+6H2O C6H12O6(葡萄糖)+6O2。
实验过程中,称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag,炭粉的质量为bg,反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg,则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为 。
(3)经专家评审后,认定两个方案都很有意义,但实验设计方面还存在不足之处,例如图-2装置在加热时,生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收,同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO,给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施:改用图-1装置加热钛铁矿和炭粉,并在U型管B之前增加盛有 __________的燃烧管,在B之后增加 。
②改进后,实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是 。
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注,现正广泛开发运用。
(4)某科研小组在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜,来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色,每次光照20min取一次样,实验结果如图所示,下列说法正确的是 。(双选)
(a)不同载体,无论何种温度一定是钛片最好
(b)约在520℃时,钛片载体的光催化活性最好
(c)无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
(d)不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同
(9分)用Na2CO3·10H2O晶体,配制0.2 mol/L的Na2CO3溶液480 mL。
(1)实验中用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯,还缺少_____________,____________;
(2)应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O的晶体的质量为_________________g;
(3)配制溶液时有以下几个操作:
①溶解 ②摇匀 ③洗涤 ④冷却 ⑤称量 ⑥转移溶液 ⑦定容
正确的操作顺序是__________________(填序号)。
(4)根据下列操作对所配溶液的浓度各有什么影响,完成填空。
①碳酸钠失去了部分结晶水 ②用“左码右物”的称量方法称量晶体
③碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠 ④称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈
⑤容量瓶未经干燥就使用
其中引起所配溶液浓度偏高的有____________,无影响的有________。(填序号)
(7分)
有一瓶澄清的溶液,其中可能含有NH4+ 、 K+ 、 Na+ 、 Mg2+、 Ba2+ 、 Al3+ 、
Fe3+、Cl-、Ⅰ-、 NO3-、CO32 -、SO42- 中的几种, 取该溶液进行以下实验:
(1)取pH试纸检验,溶液呈强酸性;
(2)取出部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制氯水,经振荡后CCl4层呈紫红色;
(3)另取出部分溶液,逐渐加入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液均无沉淀产生;
(4)取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后,有白色沉淀生成;。
(5)根据以上实验事实确定①该溶液肯定存在的离子是 ;②肯定不存在的离子是_____________________________;③还不能确定的离子是________________________,要确定其中的阳离子可利用的方法原理是________________
(8分)
(1)硫酸铵在强热条件下分解,生成氨、二氧化硫、氮气和水,其
成的氧化产物与还原产物分子个数之比为_______________。
(2) 某钠盐A的溶液,实验时有以下一现象:(1)加入Ba(NO3)2溶液时出现白色沉淀,(2)加入Na2CO3,有气泡产生,由此可判断出该钠盐A为___________(化学式),写出有关离子方程式_____________________________,____________________________________。
(8分)
在酸性条件下:
①KBrO3能将KI氧化成I2或KIO3,其本身被还原成Br2;
②KIO3能将I-氧化为I2,也能将Br-氧化成Br2,其本身被还原成I2。
(1)上述反应所涉及到的粒子氧化性最强的是 (填离子符号);
(2)写出一个能证明氧化性Br2>I2的离子方程式 ;
(3)向含有KI、H2SO4的溶液中加入KBrO3溶液,若氧化产物、还原产物只有I2和Br2,写出反应的化学方程式,并标明电子转移方向和数目。
_______________________________________________________;
其中被氧化的元素是_________,要得到1mol还原产物转移电子数目为 ____________。
对某酸性溶液(可能含有Br-,SO42-, H2SO3,NH4+)分别进行如下实验:
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色
②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液时,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸
对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是
A.Br- B.SO42- C.H2SO3 D.NH4+