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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe...

钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。

1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________

2)物质A________(填化学式),“一系列操作”为________

3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有________________。(写出两条)。

4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________;若制得金属Ti 9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。

5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式________;若反应后的溶液中cFe2+=2×10-6mol·L-1,则溶液中cCO32-=________mol·L-1。(已知:常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1

 

FeTiO3+2H2SO4 TiOSO4+FeSO4+2H2O Fe 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 加水稀释反应物 加碱中和生成的酸、加热等 TiO2+4e-===Ti+2O2- 4480(2分) Fe2+ + 2HCO3—=FeCO3↓+CO2↑+ H2O 1×10—5 【解析】 钛铁矿和硫酸反应生成硫酸钛和硫酸亚铁,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,根据最后生成绿矾分析,中间有铁离子变成亚铁离子的过程,所以加入物质A为铁,硫酸亚铁溶液通过加热浓缩,冷却结晶,过滤得到硫酸亚铁晶体。根据电解池中阳极失去电子发生氧化反应,阴极得到电子发生还原反应分析电极反应方程式。 (1)因钛铁矿主要成分为FeTiO3,且滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,所以其主要反应化学方程式为FeTiO3+2H2SO4 TiOSO4+FeSO4+2H2O。 (2)该流程中还有副产物FeSO4·7H2O,故需将溶浸产物中的Fe3+除去,物质A为Fe,“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 (3) “水解”反应为TiO2++(x+1)H2O===TiO2·xH2O↓+2H+,根据平衡移动原理,为提高TiO2·xH2O的产率可以加水稀释反应物、加碱中和生成的酸、加热等。 (4)“电解”过程中阴极反应:TiO2+4e-===Ti+2O2-,阳极反应:2O2--4e-===O2↑,若制得金属Ti 9.60g,则n(Ti)=n(O2)=0.2mol,V(O2)=4480mL(标准状况下)。 (5)由题意知该反应化学方程式为:Fe2+ + 2HCO3—=FeCO3↓+CO2↑+ H2O;由常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10—6 mol·L-1,KSP(FeCO3)=2.025×10—11 mol2·L-2,则c(CO32—)== 1.013×10—5mol·L-1。  
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考点分析:
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某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下:

提出猜想:

问题1:在元素周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?

问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性弱于的Fe3+Cu+的稳定性也弱于Cu2+吗?

问题3:硫酸铜溶液呈蓝色,铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗?

实验探究:

.解决问题1

1)实验需配制100mL0.50mol•L-1CuSO4溶液,必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、______

2)为达到目的,某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。

①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量,观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解;

___

.解决问题2的实验和现象如下:

①取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;

②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题:

3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式:___

4)从实验中可得出的结论:当温度在1000℃以上时___(Cu2+Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。

.解决问题3,某同学设计的实验如下:

取一铜片装入试管,加入适量的浓硝酸,观察溶液的颜色变化。

5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷,原因是___

6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色,有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)___

实验步骤

实验结论

 

 

 

 

 

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化合物F是一种药物合成的中间体,F的一种合成路线如下:

已知:

回答下列问题:

1的名称为____

2D中含氧官能团的名称为____

3B→C的反应方程式为____

4D→E的反应类型为____

5C的同分异构体有多种,其中苯环上连有—ONa2—CH3的同分异构体还有____种,写出核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6:2:1的同分异构体的结构简式____

6)依他尼酸钠()是一种高效利尿药物,参考以上合成路线中的相关信息,设计以 为原料(其他原料自选)合成依他尼酸钠的合成路线。________________

 

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铬、锰、铁、钴、镍等过渡金属元素的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具存广泛应用。

(1)基态Cr原子中有_________个未成对电子,最外层电子所占用能级的电子云形状为_______

(2)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关,一般地,为d0或d10排布时,无颜色;为d1d9排布时,有颜色。则:[Mn(H2O)6]2+    ________(填“无”或“有”)颜色。

(3)不同温度下,铁单质晶胞的两种堆积方式如图所示

①图1和图2中Fe原子的配位数分别为_______________________________

②若图2的晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中两个最近的Fe原子之间的距离为__________pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图3)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:MgO__________NiO(填“>”“<”或“=”),理由是_______________。若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______________

(5)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图4),已知O2-的半径为ɑ m,每平方米面积上分散的该晶体的质量为_________g。(用含ɑ、NA的代数式表示)

 

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氮的氧化物(NOx)是大气主要污染物,有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

1N2O又称笑气,有轻微的麻醉作用,N2O在一定条件下可分解为N2O2。回答下列问题:

已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)    H1=+180.5kJmol-1

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)    H2=-114.14kJmol-1

3NO(g)=N2O(g)+NO2(g)    H3=-115.52kJmol-1

则反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)  H=_______ kJmol-1

2)汽车尾气中的NOCO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10molCO8molNO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如下图

①已知T2>T1,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H___0(填“>”“=”或“<”)

②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有____(填字母序号)

a.改用高效催化剂   b.缩小容器的体积    c.增加CO的浓度   d.升高温度

③压强为10MPa、温度为T1下,若反应进行到20min达到平衡状态,此时容器的体积为4L,则用N2的浓度变化表示的平均反应速率vN2)=____,该温度下用分压表示的平衡常数Kp= ___MPa-1(分压=总压×物质的量分数)

④在D点,对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中____点。

3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3NOx反应生成N2,将一定比例的O2NH3NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。

①在50~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因____

②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___

 

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硒是典型的半导体材料,在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某工厂的硒化银半导体废料(Ag2SeCu单质)中提取硒、银的工艺流程图:

回答下列问题:

1)为提高反应①的浸出速率,可采用的措施为____(答出两条)

2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子方程式____

3)反应②为Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq);常温下的Ag2SO4AgCl的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。则Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq)的化学平衡常数的数量级为____

  

4)写出反应④的化学方程式____

5)室温下,H2SeO3水溶液中H2SeO3HSeO3-SeO32-的摩尔分数随pH的变化如图所示,则室温下H2SeO3Ka2=___

6)工业上粗银电解精炼时,电解液的pH1.5~2,电流强度为5~10A,若电解液pH太小,电解精炼过程中在阴极除了银离子放电,还会发生____(写电极反应式),若用10A的电流电解60min后,得到32.4gAg,则该电解池的电解效率为____%(保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C·mol-1)

 

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