Question

I：某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图l装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

  

（1）碳与浓硝酸反应的化学方程式________________。

（2）乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是（用化学方程式表不）_______，所以他认为应该检验_________（填化学式）的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“O℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图所示。

（3）为了减少干扰，对于A装置有下而4种操作方案，其中最合理的是_______（填数字序号）

①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；

②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；

③先加热炭，再加入冷浓硝酸；

④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸。

（4）请用平衡移动原理解释B装置的作用_____________。

（5）C装置中出现的现象是__________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO₃^-形式存在，写出生成该离子的化学方程式__________。

II：以金红石（主要成分TiO₂）为原料生产金属Ti的步骤主要有：

（6）在高温下，向金红石与焦炭的棍合物中通入Cl₂，得到TiCl₄和一种可燃性气体；该反应的化学方程式为_____________。

（7）在氩气的气氛中和加热条件下，用Mg与TiCl₄反应可得到金属钛。

写出此反应的化学方程式：______________。

氩气氛围的作用______________。

Answer

C+4HNO3（浓）4NO2↑+CO2↑+2H2O 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O CO2 ④ 常温下存在平衡关系：2NO2N2O4，降低温度N2O4液化，平衡右移，除去混合气体中的NO2. C中溶液变浑浊（或产生白色沉淀） 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO TiCl4+2MgTi+2MgCl2 【答题空10】防止钛被氧化

【解析】（1）碳与浓硝酸反应的方程式为C+4HNO3（浓）4NO2↑+CO2↑+2H2O；（2）浓硝酸不稳定，加热易分解生成二氧化氮，浓硝酸和碳在加热条件下反应也生成二氧化氮，所以对实验造成干扰，反应方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，所以要想检验浓硝酸和碳反应不能根据是否生成二氧化氮判断，要根据CO2判断；（3）浓硝酸不稳定，加热易分解，为防止干扰，应该防止浓硝酸分解，但浓硝酸和碳的反应必须在加热条件下才能发生，所以要先将炭加热，再将碳投入冷的浓硝酸中，答案选④；（4）根据题给信息知，0℃时四氧化二氮为液体，所以温度越低，二氧化氮越向四氧化二氮方向移动，所以要使用冰水混合物冷却二氧化氮气体，从而将混合气体中的二氧化氮除去，防止二氧化碳的检验；（5）二氧化碳能和氢氧化钡溶液反应生成难溶性的碳酸钡，所以看到的现象是：C中溶液变浑浊，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，硝酸和氢氧化钡发生酸碱中和反应，所以溶液呈出现硝酸根离子，反应方程式为4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O；（6）在高温下，向金红石与焦炭的棍合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃性气体，可燃性气体是CO，该反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；（7）在氩气的气氛中和加热条件下，用Mg与TiCl4反应可得到金属钛，同时还有氯化镁生成，此反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2。Ti易被氧化，所以氩气氛围的作用是防止钛被氧化。