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TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。 (1)实验室...

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)CCl4(g) 满分5 manfen5.com TiCl4(g)CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:

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有关物质性质如下表:

物质

熔点/

沸点/

其他

CCl4

23

76

TiCl4互溶

TiCl4

25

136

遇潮湿空气产生白雾

 

仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:停止通N2 熄灭酒精灯 冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是________

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(Fe2O3SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶 FeTiO3(s)2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)TiOSO4(aq)2H2O(l)

水解 TiOSO4(aq)2H2O(l)满分5 manfen5.comH2TiO3(s)H2SO4(aq)

简要工艺流程如下:

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试剂A________。钛液需冷却至70 左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是__________________________________________

取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)

 

(1)干燥管 浓H2SO4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致TiOSO4提前水解,产生H2TiO3沉淀 ②Fe2+ Fe2O3 【解析】(1)注意审题,该反应是在无水无氧条件下制备的;安装完装置,首先检查气密性,然后装入药品。根据反应条件,N2必须进行干燥处理(干燥管)。然后通过N2排除系统内的空气(O2),点燃酒精灯,使反应发生。为了防止倒吸,反应结束后,应先熄灭酒精灯,再冷却到室温,最后停止通N2。在D中冷凝的液体有CCl4和TiCl4,根据沸点不同,可采用分馏的方法分离。 (2)①加入H2SO4,除发生FeTiO3酸溶外,还发生反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,为了使Fe3+转化成Fe2+,所以应加入Fe粉(A),钛液中含有FeSO4和TiOSO4,考虑到温度越高,TiOSO4的水解程度越大,造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀,在过滤时,造成钛损失。 ②由于Fe2+不可能全部结晶生成绿矾,造成H2TiO3中含Fe2+,滴入H2O2发生反应2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,所以当加入KSCN后,显红色,由于在H2TiO3中含Fe2+,所以煅烧后会发生反应生成Fe2O3,造成TiO2发黄。  
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考点分析:
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硼位于A族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。

【查阅资料】 BCl3的沸点为12.5 ,熔点为-107.3 2B6HCl2满分5 manfen5.comBCl33H2硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。

【设计实验】 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:

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请回答下列问题:

(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:_______________________

(2)E装置的作用是_______________________________________

如果拆去B装置,可能的后果是_______________________________________

_________________________

(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:_____________________________

实验中可以用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替FG装置,使实验更简便。

(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:______________________________

实验室保存三氯化硼的注意事项是__________________________________

(5)为了顺利完成实验,正确的操作是________(填序号),并解释原因:________

先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯

先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯

同时点燃AD处酒精灯

(6)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:

________________________________________________________________

 

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固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:

Mg(NO2)2NO2O2

MgONO2O2

Mg3N2O2

MgONO2N2

(1)实验小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是

_______________________________________________________________

查阅资料得知:2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O

针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)

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(2)实验过程

仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明__________

称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先________,然后固定在管中固体部位下加热。

观察到A中有红棕色气体出现,CD中未见明显变化。

待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g

取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。

(3)实验结果分析讨论

根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想______是正确的。

根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2D中将发生氧化还原反应:______________(填写化学方程式),溶液颜色会褪去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是___________________________________________

小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步探究。

 

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兴趣小组探究SO2气体还原Fe3I2,他们使用的药品和装置如图所示:

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(1)SO2气体还原Fe3的产物是________(填离子符号),参加反应的SO2Fe3的物质的量之比是________

(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是________

ANa2SO3溶液与HNO3           BNa2SO3固体与浓硫酸

C固体硫在纯氧中燃烧       D铜与热浓H2SO4

(3)装置C的作用是________________________________________________

(4)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填序号)

A.蒸发皿      B.石棉网    C.漏斗      D .烧杯

E.玻璃棒          F.坩埚

(5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证ASO2Fe3发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:

方案:往第一份试液中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去。

方案:往第二份试液中加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。

方案:往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。

上述方案不合理的是________,原因是________________________________

(6)能表明I还原性弱于SO2的现象是________________________________

 

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某种粗盐中含有泥沙、Ca2Mg2Fe3SO等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案如下(用于沉淀的试剂稍过量)

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请回答以下问题:

(1)为操作选择所需仪器(用标号字母填写)________

A.烧杯 B.试管 C.玻璃棒 D.分液漏斗 E.漏斗 F.酒精灯 

G.蒸发皿

(2)操作中常用Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为:NaOH溶液→________→________

(3)操作中,判断加入BaCl2已过量的方法是___________________________________

(4)操作应选择的酸是________,若将操作与操作的先后顺序对调,将会对实验结果产生的影响是___________________________________

(5)操作________(选择合理操作的名称,用标号字母按操作先后顺序填写)

a.过滤、洗涤   B.蒸发、浓缩      c.萃取、分液     D.冷却、结晶

 

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制备氮化镁的装置示意图如下:

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回答下列问题:

 

(1)检查装置气密性的方法是_______________________________________

a的名称是________b的名称是________

(2)写出NaNO2(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式______________________________

(3)C的作用是______________________________________

D的作用是_______________________________________

是否可以把CD的位置对调并说明理由____________________________

(4)写出E中发生反应的化学方程式______________________________

(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象__________________________________________________

 

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