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工业上,以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含有Fe2O3 和Al2O3、SiO2等...

工业上,以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含有Fe2O3 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备二氧化钛并得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示。 

已知:TiO2+在一定条件下会发生水解。

回答下列问题:

(1)要提高酸浸时钛矿石的溶解速率,可行的措施是(写一条即可)_______________黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+Fe2+,步骤①主要反应的化学方程式是_________

(2)步骤②中,加入铁粉的主要作用是_____,同时也会将部分TiO2+还原为Ti3+

(3)向滤液2中通入空气的目的是______(用离子方程式表示)。

(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中加入热水稀释将TiO2+转化为Ti(OH)4 的原因:_________________

(5)副产品绿矾中含有杂质[Al2(SO4)3]。要将副产品进一步提纯,请结合右图的绿矾溶解度曲线完成提纯过程:将副产品溶于稀硫酸中,充分搅拌后,用NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤沉淀后得到FeSO4溶液,______,过滤,用冰水洗涤,低温干燥,得到FeSO4·7H20晶体。

(6)用氧化还原滴定法测定制备得到的产品中TiO2的质量分数:在一定条件下,将一定量的产品溶解并将TiO2还原为Ti3,再以KSCN溶液作为指示剂,用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]标准溶液滴定Ti3至全部生成Ti4

①滴定终点的现象是_______________

②滴定分析时,称取TiO2试样0.2 g,消耗0.1 mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液24.00mL,则TiO2的质量分数为_______________

 

粉碎矿石或加热反应物或及时搅拌等 FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O 将Fe3+转化为Fe2+并防止Fe2+被氧化 4Ti3++ O2 + 2H2O4TiO2+ + 4H+ TiO2+在溶液中水解:TiO2+ + 3H2O Ti(OH)4 + 2H+ △H>0,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成Ti(OH)4 加热浓缩得到60℃的饱和溶液,再冷却至室温(或0℃)结晶 滴入最后⼀滴标准溶液时, 锥形瓶内溶液变成红色, 且半分钟不褪色 96% 【解析】 (1)要提高酸浸时钛矿石的溶解速率,可增大接触面积、加热或加快搅拌;黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,他们的存在形式是TiOSO4和FeSO4,反应的化学方程式是:FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O; (2)由(1)可知黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,加入铁粉的目的除了可将部分TiO2+还原为Ti3+之外,还可将Fe3+转化为Fe2+并防止Fe2+被氧化; (3)向滤液2中通入空气,可将三价的钛离子氧化成TiO2+,用离子方程式表示为:4Ti3++ O2 + 2H2O=4TiO2+ + 4H+ (4)TiO2+在一定条件下会发生水解生成Ti(OH)4和氢离子,溶液中存在平衡:TiO2++3H2OTi(OH)4+2H+,△H>0,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成Ti(OH)4; (5)根据金属离子沉淀的pH值,通过滴加NaOH溶液调节pH至5.0把Al3+除去,过滤,即得到FeSO4溶液,加热浓缩得到60℃饱和溶液,然后放在冰水中冷却至室温,冷却结晶,后过滤,洗涤,低温干燥,得到FeSO4·7H20晶体; (6)①TiO2中Ti的化合价由+4价→+3价,化合价降低,把Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+与KSCN溶液,溶液变红,即滴定到终点的现象是:滴入最后一滴标准溶液时, 锥形瓶内溶液变成红色, 且半分钟不褪色;③依据得失电子数目守恒,有:n(Fe2+)×1=n(TiO2)×1,即n(TiO2)=n(Fe2+)=24×10-3×0.1mol=2.4×10-3mol,其质量分数为2.4×10-3×80/0.2×100%=96%;  
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考点分析:
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叠氮化钾()能促使作物或难于萌发的种子发育。设计如下实验制备叠氮化钾并测定其纯度:

I.制备

步骤1:制备亚硝酸丁酯(

反应装置如图1(夹持装置略去),向烧杯中依次加入稀硫酸、丁醇、亚硝酸钠溶液,待反应完全后,分离出上层油状物,用的混合溶液洗涤三次,经干燥后备用。

步骤2:制备叠氮化钾

反应装置如图2(夹持及加热装置路去),向仪器A中加入乙醇溶液、的联氨()、亚硝酸丁酯,蒸汽浴加热,反应完全后,叠氮化钾即沉淀出来,冰浴冷却,过滤,先用无水乙醇洗涤,再用无水乙醚洗涤,在空气中于干燥。

 

相关物质性质如下:

物质

颜色、状态

沸点(℃)

溶解性

无色晶体

受热易分解

易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚

无色液休

118

微溶于水,与乙醇、乙醚混溶

无色或淡黄色油状液体

78

不溶于水,与乙醇、乙醚混溶

无色油状液体

118

与水、乙醇混溶,不溶于乙醚

 

 

请回答:

1)仪器A的名称为_____________.

2)步骤1中分离出亚硝酸丁酯的操作名称为_____________;步骤1中用NaClNaHCO3的混合溶液洗涤的目的是__________________________.

3)步骤2中冰浴冷却的目的是__________________________;步骤2中干燥产品的温度控制在55~60℃,原因是__________________________

4)如需提高产品的纯度,可在_____________(填编号)中进行重结晶。

A.无水乙醇       B.无水乙醚    C.       D.乙醇的水溶液

.分光光度法测定产品的纯度

原理:反应非常灵敏,生成红色络合物,在一定波长下测量红色溶液的吸光度,利用“吸光度”曲线确定样品溶液中的。测定步骤如下:

①用品体配制标准溶液;

②配制一组相同体积()不同浓度的标准溶液,分别加入(足量)标准溶液,摇匀,测量吸光度,绘制标准溶液的与吸光度的关系曲线,如图;

③产品测定:称取0.360g产品,配成溶液,取出于标准管中,加入(足量)标准溶液,摇匀,测得吸光度为0.6

5)实验室用晶体配制标准溶液的方法为_________________.

6)产品的纯度为_________________;若③中加入的标准溶液不足以将产品完全反应,则测得的产品纯度________________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

 

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已知:AGlgc(H+)/c(OH-),室温下用0.01mol·L−1 NH3·H2O溶液滴定20.00mL 0.01mol·L−1某一元酸HA,可得下图所示的结果,下列说法中错误的是

A. 该滴定实验最好选用甲基橙作指示剂

B. 整个过程中,C点时水的电离程度最大

C. x330,则有:3c(OH)c(NH4+)+3c(H+)2c(NH3·H2O)

D. A→C的过程中,可存在:c(A)c(H+)c(NH)c(OH)

 

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利用反应NO2NH3→N2H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法不正确的是(     

A.a电极反应式是

B.消耗标准状况下时,被消除的NO2的物质的量为

C.若离子交换膜是阳离子交换摸,装置右室中溶液的碱性增强

D.整个装置中NaOH的物质的量不断减少

 

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XYZWR属于短周期主族元素。X的原子半径在短周期主族元素中最大,Y核素的最外层电子数为m,次外层电子数为n, Z原子的L层电子数为m+n, M层电子数为m-n≠0 , WZ同主族,RY的核外电子数之比为2:1,下列叙述错误的是(   )

A.XY形成的两种常见化合物中阴、阳离子的个数比均为l:2

B.Y的氢化物比R的氢化物稳定,沸点高

C.Y分别与ZWR以两种元素组成的常见化合物有3

D.ZWR最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序是:R>W>Z

 

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下列说法正确的是(   

A.按系统命名法,的名称为277-三甲基-3-乙基辛烷

B.裂化汽油是一种良好的有机溶剂,可以用于清洗衣物油渍和萃取溴水中的卤素

C.DDT的结构简式为,分子中最多有13个碳原子共平面

D.的单体是CH3-C≡C-CH3CH2=CH-CN

 

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