(14分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ.工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):
(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是 。
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 的不同。
(3)步骤④反应的化学方程式为________________________________,该反应在氩气中进行的理由是________________________ ______。
(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有____________。
II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
(5)氯化反应TiO2 (s) +2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) 无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因: 。
方法二:以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中,碳块为阳极,电极反应式为:2O2ˉ– 4eˉ=O2↑;TiO2作阴极,被还原。
(6)阴极的电极反应式为 。
(7)电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是 。
(16分)A、D、E、X、Y是原子序数依次增大的短周期主族元素。其中X原子最外层电子数是内层电子总数的3倍;X、Y同族;A与X、Y既不同族也不同周期;D元素的某种同位素原子在考古方面有重要应用。
(1)Y的离子结构示意图为 。
(2)钠、A和X三种元素组成的化合物,其所含的化学键类型有 。
(3)甲由A、E两种元素组成,分子中含有18个电子,只存在共价单键。常温下甲是一种无色液体。
①甲是一种二元弱碱,写出其一级电离方程式: 。
②甲在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O,已知每1mol甲参加反应有 4 mol电子转移,该反应的化学方程式为: 。
(4)处理含DX、YX2烟道气污染的一种方法,是在催化剂作用下使两者反应,产物之一为单质Y。已知反应生成1 g Y固体单质时放出8.4 kJ热量,此反应的热化学方程式为 。
(5)将0.050 mol YX2(g)和0.030 mol X2(g)放入容积为1 L的密闭容器中,反应: X2(g) +2YX 2(g) 2YX3(g)在一定条件下达到平衡。
①若其他条件不变,增大体系的压强,平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②平衡时测得c(X2)=0.010 mol·Lˉ1。该条件下反应的平衡常数K= ,YX2的平衡转化率为 。
与下列图像有关的说法正确的是
A根据图①可判断A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)的ΔH>0
B.图②表示压强对2A(g)+B(g)3C(g)的影响,甲的压强大
C.图③表示乙酸溶液中通入氨气后溶液导电性的变化
D.根据图④,调节溶液的pH 为4即可除去CuSO4溶液中的Fe3+
已知25℃时,弱电解质的电离平衡常数:Ka(CH3COOH)=1.8×10ˉ5,Ka(HSCN)=0.13。在物质的量浓度均为0.1 mol·Lˉ1的CH3COONa和NaSCN混合溶液中,下列排序正确的是
A. c(OHˉ)>c(CH3COOH )>c(HSCN )>c(H+)
B.c(OHˉ)>c(HSCN )>c(CH3COOH )>c(H+)
C. c(OHˉ)>c(SCNˉ)>c(CH3COOˉ)>c(H+)
D. c(OHˉ)>c(CH3COOˉ)>c(SCNˉ)>c(H+)
将铜丝烧热,迅速插入氢气中,发生反应:CuO+H2Cu+H2O。若用下列物质代替氢气进行上述实验:①一氧化碳、②稀硝酸、③稀盐酸、④乙醇,铜丝表面所观察到的现象、铜丝质量变化情况与上述实验完全相同的是
A. ①②③ B. ①④ C. ①③④ D. 只有①
下列实验推理中,正确的是
A.实验时剩余的药品不能放回原瓶,所以实验时剩余的白磷也不能放回原瓶
B.某种气体通入品红溶液中,品红褪色,该气体一定是SO2
C.焰色反应时观察到黄色火焰,说明样品中一定含钠元素可能含钾元素
D.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象,说明铜在冷浓硫酸中发生钝化