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钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、Ca...

钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgOCaOSiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工艺流程如下图所示:

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已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:

FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl42-+2H2O

1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是          

2)滤渣A的成分是             

3)滤液BTiOCl42-转化生成TiO2的离子方程式为                           

4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是                        

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5 写出由滤液D生成FePO4的离子方程式                                      

6)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是       

 

(1)+2(2)SiO2(3)TiOCl42-+H2OTiO2↓+2H++4Cl-(4)温度过高时,反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5) 2Fe2+ + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4H+ (6)20/9 【解析】 试题分析:(1)反应FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl42-+2H2O中,化学价没有变化,可以判断铁为+2价。(2)由于杂质中二氧化硅不溶于盐酸,所以滤渣为SiO2。(3)根据流程可知,TiOCl42-在溶液中加热与水反应生成二氧化钛沉淀,反应的离子方程式为:TiOCl42-+H2OTiO2↓+2H++4Cl-。(4)由于二氧化钛与氨水、双氧水反应生成(NH4)2Ti5O15时,温度过高时,反应物氨水(或双氧水)会受热分解,所以反应温度过高时,钛元素浸出率降低。(5)滤液D含有亚铁离子,与过氧化氢和磷酸反应生成FePO4,方程式为:2Fe2+ + 2H3PO4 + 2FePO4↓+ 2H2O + 4H+。(6)根据电子守恒,氧化铁元素转移的电子等于铁离子氧化草酸转移的电子数,因此可得关系H2O2 ---H2C2O4,设双氧水质量为x,草酸质量为y ,则 H2O2 ---H2C2O4 34 90 x×17% y 有34:x×17%=90:y 则x:y=20/9。 考点:制备实验方案的设计,电解原理,物质的分离和提纯的方法和基本操作的综合应用。  
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考点分析:
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火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响。对燃煤废气进行脱硝脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

(1)脱硝。

利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)      H1=-574 kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)        H2=-1160 kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为                                    

(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g)  H3

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①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如右图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应热H3_____0(填“>”“<”或“=”),该反应的平衡常数表达式为                    

在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示,试回答:

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0~10 min内,氢气的平均反应速率为_____mol/(L·min)。第10 min后,若向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数            (填“变大”“减少”或“不变”)。

(3)脱硫。

①有学者想利用如右图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。AB是惰性电极,A极的电极反应式为:                                                

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②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物,可作为化肥。常温下,将NH4NO3 溶解于水中,为了使该溶液中的NH4+ 和 NO3-离子的物质的量浓度之比等于1 : 1,可以采取的正确措施为(     )

A加入适量的硝酸,抑制 NH4+的水解

B加入适量的氨水,使溶液的 PH = 7

C加入适量的 NaOH 溶液,使溶液的PH = 7

D加入适量的NH4NO3

 

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醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种氧气吸收剂,为红棕色晶体,易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。其制备装置及步骤如下:

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①检查装置气密性后,往三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量CrCl3溶液。

②关闭k2打开k1,旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速。

③待三颈烧瓶内的溶液由深绿色(Cr3+)变为亮蓝色(Cr2+)时,把溶液转移到装置乙中,当出现大量红棕色晶体时,关闭分液漏斗的旋塞。

④将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥,称量。

(1)三颈烧瓶中的Zn除了与盐酸生成H2外,发生的另一个反应的离子方程式为         

(2)实现步骤③中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为                          

(3)装置丙中导管口水封的目的是                                       

(4)为洗涤[Cr(CH3COO)2)]2·2H2O产品,下列方法中最适合的是      

A.先用盐酸洗,后用冷水洗        B.先用冷水洗,后用乙醇洗

C.先用冷水洗,后用乙醚洗        D.先用乙醇洗涤,后用乙醚洗

(5)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.4g,则该实验所得产品的产率为                         (不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。

(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的空气,再加入碱液,调节pH至少为        才能使铬的离子沉淀完全。

【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31 满分5 manfen5.com ≈4,lg2≈0.3】

(7) 一定条件下,[Cr(CH3COO)2]2·2H2O受热得到CO和CO2的混合气体,请设计实验检验这两种气体的存在。                                                              

                                                                           

 

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常温下,向10mL 0.1 mol·L-1HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1NH3·H2O溶液,所得溶液pH及导电性变化如图。下列分析不正确的是

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A.b点溶液pH=5,此时酸碱恰好中和

B.a~b点导电能力增强,说明HR为弱酸

C.c点溶液存在c(NH4+)>c(R-)、c(OH-)>c(H+)

D.b~c任意点溶液均有c(H+c(OH-)=Kw=1.0×10-14

 

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有四种短周期元素(除稀有气体之外)X、Y、M、N,其中X是短周期中金属性最强的元素;Y原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍,是电子层数的2倍;M的单质是一种有色气体,可用于自来水的消毒;N的最高价氧化物对应的水化物是药物胃舒平的有效成分,该药物用于治疗胃酸过多。下列说法正确的是

A.X有两种常见氧化物,所含的化学键类型完全相同

B.N与M形成的化合物的水溶液显酸性

C.离子半径:N>X,Y>M

D.气态氢化物的稳定性:Y>M

 

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硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如图所示,该电池工作时反应为4VB211O2===4B2O32V2O5。下列说法正确的是

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A.电极a为电池负极

B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过

C.电子由VB2极经KOH溶液流向a电极

DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e===V2O52B2O311H2O

 

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