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钛白粉(TiO2)作为白色颜料和增白剂,广泛用于油漆、造纸等工业生产中。一种以钛...

钛白粉(TiO2)作为白色颜料和增白剂,广泛用于油漆、造纸等工业生产中。一种以钛铁矿(FeTiO3及少量的CaOFe2O3SiO2)为原料生产钛白粉的工艺流程如图:

回答下列问题:

(1)酸浸是用硫酸在温度为150~200℃下溶煮钛铁矿,滤液1”中的主要成分中含有TiOSO4,则酸浸中主要发生的反应方程式为___

(2)滤渣1”的主要成分有___

(3)还原"中加入过量铁屑的目的是___

(4)硫酸亚铁晶体的溶解度如下表所示,其中绿矾(FeSO4·7H2O)容易被氧化,则分离得到绿矾的操作为___

 

(5)水解需要加热至90℃的目的是___

(6)滤液2”可返回到___工序循环利用。

(7)工业上将钛白粉与焦炭、氯气共热生成TiCl4和一种可燃气体,反应的化学方程式为___,最后在氩气氛围和加热的条件下用金属镁还原TiCl4制取性能优越的金属钛。

 

FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O SiO2、CaSO4 将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,防止Fe2+被氧化 真空加热浓缩,低于50℃降温结晶,过滤(洗涤) 升高温度,促进TiOSO4的水解 酸浸 TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO 【解析】 根据流程和题意有:FeTiO3及少量的CaO、Fe2O3、SiO2,加入硫酸后生成TiOSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和微溶的CaSO4,SiO2不反应;滤液1中加入铁粉将三价铁转化为二价铁,再将绿矾FeSO4∙7H2O分离出来,TiOSO4经过水解后得到H2TiO3和硫酸,最后煅烧得到钛白粉(TiO2)。 (1)钛铁矿FeTiO3中铁为+2价,则FeTiO3与硫酸反应生成TiOSO4和FeSO4,结合反应条件和质量守恒定律,则“酸浸”中主要发生的反应方程式为FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O; (2)根据分析,与硫酸反应后生成的CaSO4微溶,SiO2与硫酸不反应,则 “滤渣1”的主要成分有SiO2、CaSO4; (3)滤液1中有Fe2(SO4)3,后面要得到绿矾FeSO4∙7H2O,加入铁屑能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,同时Fe2+易被氧化,加入铁屑能防止Fe2+被氧化,所以加入过量铁屑的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,防止Fe2+被氧化; (4)根据溶解度表,高于50℃时得不到FeSO4·7H2O,所以降温结晶温度不能高于50℃,二价铁不稳定,具有还原性,易被空气中的氧气氧化为三价铁,所以得到绿矾的操作为真空加热浓缩,低于50℃降温结晶,过滤(洗涤); (5)水解时吸热,升高温度,能促进水解,所以需要加热至90℃的目的是升高温度,促进TiOSO4的水解; (6)TiOSO4水解时生成H2TiO3和硫酸,故“滤液2”中含有硫酸,可返回到酸浸工序循环利用。 (7)钛白粉与焦炭、氯气共热生成TiCl4和一种可燃气体是CO,反应物有TiO2、Cl2、C,生成物有TiCl4、CO,配平后得到反应的化学方程式为TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO。
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草酸合铁(III)酸钾晶体[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。某科研团队以硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]为原料制备草酸合铁(III)酸钾晶体的具体流程如图:

回答下列问题:

1)配制100mL1.00mol·L-1的硫酸亚铁铵溶液。溶液配制过程中需用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还有___。在配制时需加入适量稀硫酸的目的是___

2)取12.5mL硫酸亚铁铵溶液于烧杯中,水浴加热至100℃,缓缓滴入饱和H2C2O4溶液,有黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)生成,反应的离子方程式为___

3)在酸溶操作中,需保持溶液的pH3.5,溶液中=___(H2C2O4Ka1=10-1.25Ka2=10-4.27)

4)在反应中,先维持40℃水浴加热,滴加10mL6%H2O2溶液,一段时间后,再微沸2min;然后冷却,继续交替滴加H2C2O4K2C2O4溶液直至溶液呈亮绿色。维持40℃水浴加热使最终所得产品产率最高的原因是__,溶液微沸的目的是__

5)经步骤I”结晶、抽滤、洗涤、避光干燥,最终得到产品5.45g,产品的产率为____(保留1位小数)

6)草酸合铁(I)酸钾晶体为光敏配合物,应避光保存,光照时会发生光化学分解反应生成草酸钾和草酸亚铁,同时有气体生成,反应的化学方程式为___

 

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某科研小组利用电导率(电导率越大,导电能力越强)传感器、pH传感器探究NaHCO3CaCl2能否发生化学反应。向25.00mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液中滴入等体积、等浓度CaCl2溶液,电导率以及pH变化曲线如图所示。下列说法错误的是(   

A.电导率下降的原因是生成了CaCO3沉淀导致溶液中离子浓度降低

B.a点后pH下降的原因是Ca2+促进HCO3H++CO平衡右移

C.pH=7.3时,溶液中溶质主要为NaClCaCl2

D.可用0.1mol·L-1CaCl2溶液鉴别浓度均为0.1mol·L-1NaHCO3Na2CO3溶液

 

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已知WXYZ是四种原子序数依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分别是WXYZ形成的18电子二元化合物,且都存在极性键和非极性键。下列说法正确的是(   

A.最简单氢化物沸点:X>Y

B.原子半径:X>Y>Z>W

C.X的最高价氧化物对应水化物是一元强酸

D.常温下,甲、乙、丙都是液体且都具有对称结构

 

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某科研团队报道了以LiAlCl4离子液体作为电解质的铝离子二次电池,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(   

A.充电时,b极质量减小

B.放电时,阴离子向a极移动

C.充电时,正极反应为4Al2C1+3e-=Al+7AlCl4

D.放电时,阴极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4

 

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从煤的干馏产物中可获得重要的化工原料,实验装置如图所示。下列关于实验操作或叙述错误的是(   

A.冰水起冷凝作用

B.水层中滴入酚酞溶液后变为红色

C.可用分馏方法从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯

D.焦炉气可使酸性KMnO4溶液褪色,说明产物中有H2S

 

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