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(9分)钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用...

9分钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链如图所示,将大大提高资源的利用率,减少环境污染。

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请回答下列问题:

(1)Fe位于元素周期表中第____________周期,第___________族。

(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式              

(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:

(4)反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于             即可。

 

TiCl4

Mg

MgCl2

Ti

熔点/

-25.0

648.8

714

1667

沸点/

136.4

1090

1412

3287

(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO42标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)

(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2              mol。

 

(1)四 Ⅷ(1分) (2)2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO (2分) (3)TiCl4 + (2+x)H2OTiO2·xH2O↓+ 4HCl 水解反应吸热,加热促进水解,加入大量水稀释生成的HCl,促进水解趋于完全。 (2分) (4)1412 (1分) (5)cvM/10w% (2分) (6)5(1分) 【解析】 试题分析:(1)Fe是26号元素,位于元素周期表中第四周期,第Ⅷ族。 (2)钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛,则反应物为FeTiO3、C和Cl2,生成物为TiCl4、CO和FeCl3 ,反应的化学方程式为2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO。 (3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2•xH2O,再经焙烧制得,水解时需加入大量的水并加热,原因是TiCl4 + (2+x)H2OTiO2·xH2O↓+ 4HCl 水解反应吸热,加热促进水解,加入大量水稀释生成的HCl,促进水解趋于完全。 (4)反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用蒸馏的方法分离得到Ti,依据表格提供的信息,需加热的温度略高于MgCl2 的沸点,即1412 ℃即可。 (5)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为(cVM)÷(1000w)×100%= cvM/10w%。 (6)上述产业链发生的有关反应有,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。,要想合成6mol甲醇,需要CO 6mol,氢气12mol,则需氯气7mol,同时产生氢气7mol,所以若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 5mol。 【考点定位】考查钛铁矿的综合利用,物质的分离,氧化还原滴定,化学计算等知识。 【名师点睛】本题是以工业生产流程为背景材料的信息题,考查了化学基本理论和基础知识,题型比较新颖,属中等难度.流程类试题往往通过对某种重要化工产品的工业生产流程简图分析,考查应用化学反应原理、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识、绿色化学以及以经济的视角分析实际生产中的各种问题的能力。分析流程题需要掌握的技巧是:浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。  
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9分硫代硫酸钠又名“大苏打”,溶液具有弱碱性和较强的还原性,是棉织物漂白后的脱氯剂,定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠Na2S2O3可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,装置如图所示

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已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。

(1)某研究小组设计了制备Na2S2O3·5H2O装置和部分操作步骤如

步骤1:如图连接好装置后,              ,将D中导管末端浸入水中,微热烧瓶观察气泡和水柱检查装置A、C、D气密性。

步骤2:加入药品,打开K1、关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热。装置B中的药品可选用下列物质中的。

A.NaOH溶液   B.浓H2SO4     C.酸性KMnO4溶液   D.饱和NaHSO3溶液

步骤3:C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少,当C中溶液的pH 接近7时,打开K2 ,关闭K1即停止C中的反应,停止加热。C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应的原因是______________________用离子方程式表示

步骤4:过滤C中的混合液,将滤液经过加热浓缩,趁热过滤,再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。

(2)Na2S2O3性质的检验:向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,检查反应后溶液中含有硫酸根,写出该反应的化学方程式_________________

(3)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL 控制适当的酸度加入足K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适稀盐酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,充分反应后得混合溶液V mL,将其分成4等份,加入淀粉溶液作指示剂,用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示:

编号

1

2

3

4

消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL

18.02

17.98

18.00

20.03

部分反应离子方程式为:

Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O64-

则判断达到滴定终点的现象是__________________

废水中Ba2+的物质的量浓度为__________________

 

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11分铜是与人类关系非常密切的常见金属。

已知常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:2Cu+ = Cu2++ Cu。

(1)CuH中H元素化合价为                 

(2)目前制备纳米级Cu2O的一种方法:在氢氧化铜悬浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,充分反应后即可得到Cu2O,同时产生无色无味的气体。上述制备过程中总反应的化学方程式为                

(3)一定条件下,在CuSO4中加入NH4H反应生成氢化亚铜(CuH)。将CuH溶解在足量稀硫酸中,当产生6.72 L H2(标准状况下)时,参加反应的硫酸的物质的量为               

孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石。其主要成分是xCuOH2·yCuCO3。某兴趣小组为探究孔雀石组成,利用下图所示的装置夹持仪器省略进行实验:

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步骤1:检查装置的气密性,将研细的样品置于硬质玻璃管中。

步骤2:称量相关装置的质量,打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭。

步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。

步骤4:_________________________。

步骤5:冷却至室温,称量相关装置的质量。

(1)请补充步骤4操作内容:_____________________________。

(2)若无装置E,则实验测定的x/y的值将__________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(3)某同学在实验过程中采集了如下数据:

A.反应前硬质玻璃管与样品的质量163.8g

B.反应后硬质玻璃管中残留固体质量20g

C.装置C实验后增重2.25g

D.装置D实验后增重5.5g

为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的_______________写出所有组合的字母代号任一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出孔雀石组成的化学式____________。

 

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7分室温下,现有A、B、C、D、E、F六种常见化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,现将它们分别配成0.1 mol/L的溶液,进行如下实验:已知:室温下,饱和氢氧化钙溶液浓度约为0.00165 g/mL

测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A > E > C;

向B溶液中滴加Na2S溶液,出现难溶于强酸且阴阳离子个数比为12的黑色沉淀;

向D溶液中滴加BaNO32溶液,无明显现象;

向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。

根据上述实验现象,回答下列问题:

(1)写出下列化合物的化学式:A _____________、B _____________、C _____________。

(2)实验中白色沉淀变为红褐色对应的化学方程式:_____________________________。

(3)D与E的溶液反应离子方程式是:__________________________________。

 

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9分某氯的氧化物A常温下为气态,测得该气体对空气的相对密度为3.0,A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液,B溶液在放置过程中酸性会增强。常温下,气体A与NH3反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E,D为空气中含量最多的物质。气体A可用氯气与潮湿的Na2CO3 反应制得,同时生成两种钠盐。请回答下列问题:

(1)气体A的化学式为           

(2)用化学方程式表示B溶液酸性增强的原因                         

(3)气体A与NH3反应的化学方程式为            ,该反应体现气体A具有          性。

(4)试写出制取气体A的化学方程式为                          

(5)设计实验探究离子晶体C中阳离子的成分                               

 

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有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-忽略水的电离,其中Cl-、Br-、I-的个数之比为2:3:3,向溶液中通入氯气,使溶液中Cl-和Br-的个数比为7:3已知还原性I->Fe2+>Br->Cl-,则通入氯气的物质的量与溶液中剩余Fe2+的物质的量之比为

A.5:4          B.4:5          C.5:12        D.12:5

 

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