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二氧化钛(TiO2)广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,二氧化钛还可作为制备...

二氧化钛(TiO2)广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。

Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:

方法1:TiCl4水解生成TiO2·xH2O,过滤、水洗除去其中的Cl,再烘干、焙烧除去水分得到胶体TiO2 ,此方法制备得到的是纳米二氧化钛。

(1)① TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_______________________________   

②检验TiO2·x H2O中Cl是否被除净的方法是______________________________     

方法2:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:

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(2)钛铁矿粉末中加硫酸反应得TiO2+的离子方程式为                                          

(3)溶液甲中加入Fe的作用是                                      

(4)若要加热FeSO4.7H2O晶体得无水硫酸亚铁,除酒精灯、玻璃棒外,还要用到的两种硅酸盐质仪器是                               

Ⅱ二氧化钛可用于制取钛单质,涉及到的步骤如下图:

反应②的方程式是                         ,该反应需要在Ar气氛中进行,请解释原因:                                 _                  

 

Ⅰ(1)① TiCl4+ (x+2)H2O =TiO2·x H2O+ 4HCl ②取最后一次的洗涤滤液1~2 mL于试管中,向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则表明沉淀已洗涤干净。 (2)FeTiO3+ 4H+ = TiO2 + +Fe2+ + 2H2O (3)将溶液中的Fe3+还原为Fe2+ (4)坩埚  泥三角 ⅡTiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti    防止高温下Mg(Ti)与空气中的氧气(或CO2、N2)作用)  【解析】 试题分析::(1)①设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2•xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据O元素守恒,可知H2O的系数为(2+x),方程式为TiCl4+(x+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl;②沉淀吸附溶液中的Cl-,根据发生反应:Cl-+Ag+═AgCl↓,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在,故答案为:取少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净;(2)根据氧化还原原理,钛铁矿粉末中加硫酸反应得TiO2+的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O;(3)该溶液中含有铁离子,铁具有还原性,能将铁离子氧化生成亚铁离子且不引进新的杂质,所以铁的作用是:将Fe3+转化为Fe2+,故答案为:将Fe3+转化为Fe2+;(4)若要加热FeSO4.7H2O晶体得无水硫酸亚铁,除酒精灯、玻璃棒外,还要用到的两种硅酸盐质仪器是坩埚和泥三角。在800℃条件下,四氯化钛和镁反应生成氯化镁和钛,反应方程式为:TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti。Mg是活泼金属,能与空气中多种物质反应,因此可得出Ar气作用为保护气,防止Mg和空气中物质反应,故答案为TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti; 防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用。 考点:考查学生对工艺流程理解、阅读题目获取信息能力、氧化还原反应及方程式的书写等,难度中等,理解工艺流程是关键,需要学生具有阅读题目获取信息能力和灵活运用基础知识分析问题、解决问题能力。
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考点分析:
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A、B、C、D、E、F是周期表中的前20号元素,原子序数逐渐增大。A元素是宇宙中含量最丰富的元素,其原子的原子核内可能没有中子。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相等;C元素原子最外层p能级比s能级多1个电子;D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数;E的常见化合价为+3;F最高正价与最低负价的代数和为4; G+的M层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题:

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(1)G的基态原子的外围电子排布式为           ,周期表中F属于        区。

(2)B与F形成的一种非极性分子的电子式为               ;F的一种具有强还原性的氧化物分子的VSEPR模型为                       

(3)BD2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。该晶体的类型属于_______     

(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体

(4)设C元素的气态氢化物为甲,最高价氧化物的水化物为乙,甲与乙反应的产物为丙。常温下,有以下3种溶液:①pH=11的甲的水溶液  ②pH=3的乙的水溶液  ③pH=3的丙溶液,3种溶液中水电离出的cH+之比为                        

(5)丁、戊分别是E、F两种元素最高价含氧酸的钠盐,丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1:4混合后,溶液中各离子浓度大小顺序为                                                                         

(6)A和C形成的某种氯化物CA2Cl可作杀菌剂,其原理为CA2Cl遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸,写出CA2Cl与水反应的化学方程式:___________________________                

(7)往G的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成一种配合物X,下列说法正确的是___    __

A.X中所含化学键有离子键、极性键和配位键 

B.X中G2+给出孤对电子,NH3提供空轨道

C.组成X的元素中第一电离能最大的是氧元素

D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体

 

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常温下,浓度均为0.1 mol/L的4种溶液pH如下表:

溶质

Na2CO3

NaHCO3

NaClO

NaHSO3

pH

11.6

9.7

10.3

4.0

 

下列说法正确的是

A.0.1 mol/L Na2CO3溶液加水,稀释后溶液中所有离子的浓度均减少

B.NaHCO3溶液中:c(Na)+c(H)=c(HCO3)+c(OH)+c(CO32-)

C.NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HSO3) > c(H2SO3)>c(SO32) > c(H+)>c(OH)

D.向NaClO溶液中滴加硫酸至中性时,2c(SO42)= c(HClO)

 

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T℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是

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A.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3 mol/(L·min)

B.平衡时容器内的压强为反应前的0.9倍

C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小

D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强

 

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下列关于物质的结构与性质的说法正确的是

A.熔点:MgBr2<SiCl4<BN  

B.冰和干冰均为分子晶体,冰的沸点、密度都高于干冰

C.第ⅤA族元素的几种气态氢化物中,NH3是稳定性最高的氢化物

D.同周期ⅦA族元素的氧化物对应水化物的酸性一定强于ⅥA族

 

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下列装置或操作不能达到实验目的的是

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