钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为 ___。
(2)已知电离能:I2(Ti)=1 310 kJ/mol,I2(K)=3051 kJ/mol,I2(Ti)<I2(K),其原因为_____________
(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如下图所示:
①钛的配位数为 ___,碳原子的杂化类型____。
②该配合物中存在的化学键有____(填字母代号)。
A.离子键 B.配位键 C.金属键 D.共价键 e.氢键
(4)钛与卤素形成的化合物熔沸点如下表所示:
| TiCl4 | TiBr4 | TiI4 |
熔点/℃ | -24.1 | 38.3 | 155 |
沸点/℃ | 136.5 | 233.5 | 377 |
分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是_________________
(5)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子化学式为____,阴离子的空间构型为__________ .
(6)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示,若该晶胞的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为____pm(用含p、NA的代数式表示)。
铝的利用成为人们研究的热点,是新型电池研发中重要的材料。
(1)通过以下反应制备金属铝。
反应I: Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
反应Ⅱ:Al2O3(s)+3C(s) =2Al(g)+3CO(g) ΔH2=bkJ·mol-1
反应Ⅲ:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) ΔH3
①反应Ⅲ的△H3=____kJ/mol。
②950℃时,铝土矿(Al2O3)与足量的焦炭和C12反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是 _____________________________
(2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3 (g)3AlCl(g)
①向图1所示的起始容积相等的两个密闭容器A、B中加入足量的Al粉,再分别充入1molAICl3 (g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlC13(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出 B容器内AlCl3 (g)体积分数随时间的变化曲线____________。
②1 100℃时,向2L密闭容器中通入3mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3 (g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K= ___。在反应达到平衡后,再加入1molAlCl(g),重新达到平衡时AlCl(g)的平衡转化率将 ___(填“增大”“减小”或“不变”)。
③加入3 mol AlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。则此反应选择温度为 _____________________
(3)铝可以用来制作快速放电铝离子二次电池,该电池以金属铝和石墨为电极,用AlCl4-、Al2Cl2-和有机阳离子组成电解质溶液,其工作原理如图4所示。
①该电池放电时,AlCl4-向 ___(填“铝电极”或“石墨电极”)方向移动。
②该电池充电时,阴极的电极反应式为____。
POCl3是重要的化工原料,某兴趣小组准备用三氯化磷、氯气、二氧化硫制备POC13,产物中还有一种遇水强烈水解的物质SOCl2,用下列装置完成实验。
已知:PCl3熔点-93.6℃、沸点76.1℃,遇水强烈水解,易与氧气反应;POCl3遇水强烈水解,能溶于PCl3。
(1)仪器甲的名称是 ___。
(2)已知装置B制备POC13,以上仪器接口连接的顺序为a- ___b-c-g-h-d,装置F中所装试剂为 ___,装置B中发生反应的化学方程式为 ______.
(3)B中反应温度控制在60-- 65℃,其原因是 _____________
(4)用佛尔哈德法测定POC13含量:准确称取20. 20 g POCl3产品,置于盛有60. 00 ml蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解;将水解液配成100. 00 mL溶液,取10. 00 mL溶液于锥形瓶中;加入10. 00 mL3.200 mol/L AgNO3标准溶液,并加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;加入指示剂,用0. 200 0 mol/L KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00 mLKSCN溶液。[已知:Ksp(AgCl) =3.2×10-10,Ksp(AgSCN) =2×10-12]
①滴定选用的指示剂是________:填字母代号),滴定终点的现象为____。
A.FeCl2 B.NH4Fe(SO4)2 C.淀粉 D.甲基橙
②用硝基苯覆盖沉淀的目的是____。
③产品中POC13的百分含量为____________。
I.某化工厂以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7.2H2O),其主要工艺流程如下图:
查阅资料得知:
i.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-。
ii.
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Cr3+ | Fe2+ | Bi3+ |
开始沉淀的 pH | 2.7 | 3.4 | 5.0 | 7.5 | 0.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 4.9 | 5.9 | 9.7 | 4.5 |
回答下列问题:
(1)固体A的主要成分为____(填化学式)。
(2)步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液,此时溶液pH要调到5.0的目的是____。
(3)写出④反应的离子反应方程式:____。
(4)取一定质量的固体D溶解于200 mL的硫酸中,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示,则加入NaOH溶液体积为200~240 mL时发生反应的化学方程式为____,固体D中含铁化合物的物质的量为____
Ⅱ.经检测该化工厂的工业废水中含5.00×10-3mol/L的Cr2O72-,其毒性较大。该化工厂的科研人员为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4 (Fe的化合价依次为+3、+2),又设计了如下工艺流程:
(5)第①步反应的离子方程式为____。
(6)欲使1 L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加FeSO4.7H2O的质量为 ___g(已知FeSO4.7H2O的摩尔质量为278 g/mol)。
以0.10mol/L的氢氧化钠溶液滴定同浓度某一元酸HA的滴定曲线如图所示()。下列表述错误的是( )
A.z点后存在某点,溶液中的水的电离程度和y点的相同
B.a约为3.5
C.z点处,
D.x点处的溶液中离子满足:
电Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,反应原理如图所示。电解产生的H2O2与Fe2+发生反应生成的羟基自由基(•OH)能氧化降解有机污染物。下列说法错误的是
A.电源的A极为负极
B.每消耗2. 24 LO2(标准状况),整个电解池中理论上可产生的•OH为0.2 mol
C.与电源B极相连电极的电极反应式为:H2O-e-=H++﹒OH
D.H2O2与Fe2+发生的反应方程式为:H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++﹒OH