金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。
请回答下列问题。
(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C===2Fe+2TiO2+CO2↑,钛酸亚铁的化学式为______;钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,该反应的化学方程式为_________。
(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是___________。此时溶液中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下,其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。
氢氧化物 | Fe(OH)2 | TiO(OH)2 | Mg(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 1.0×10-29 | 1.8×10-11 |
①常温下,若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.001 8 mol/L,当溶液的pH等于________时,Mg(OH)2开始沉淀。
②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,该反应的离子方程式为____________。
(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为_______。Mg还原TiCl4过程中必须在1070 K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是_______。除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是______。
(4)在800~1 000 ℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装置如下图所示。
图中b是电源的________极,阴极的电极反应式为________。
下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结 论 |
A |
Al箔插入稀HNO3中 | 无现象 | Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜 |
B | 将某气体通入溴水中 | 溴水颜色褪去 | 该气体一定是乙烯 |
C | 向饱和Na2CO3中通入足量CO2 | 溶液变浑浊 | 析出了NaHCO3 |
D | 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4 | 在管口观察到红棕色气体 | HNO3分解成了NO2 |
已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。下图横坐标为溶液的pH值,纵坐标为Zn2+或Zn(OH)42-的物质的量浓度的对数。下列说法中不正确的是
A.在该温度下,Zn(OH)2的溶度积(Ksp)为1×10―17
B.往1.0L 1.0mol/L ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH 2.0 mol
C.往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为:Zn2++ 4OH―=[Zn(OH)4]2-
D.某废液中含Zn2+离子,为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围为8.0~12.0
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如右图。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是
A.最高化合价X>Y>Z>W
B.气态氢化物的稳定性Z>Y>W
C.Y的氧化物与X、Z的最高价氧化物对应的水化物均能反应
D.由X、Z、W三种元素形成的化合物一定既含离子键又含共价键
已知:还原性HSO3->I-,氧化性IO3-> I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液。加入NaIO3的物质的量和和析出的I2的物质的量的关系曲线如图。下列说法正确的是
A.反应过程中的氧化产物均为SO3
B.a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.0 mol
C.0~b间的反应可用如下离子方程式表示:3HSO3- + IO3-=3SO42- + I- + 3H+
D.当溶液中I¯与I2的物质的量之比为1:1时,加入的NaIO3为1.2 mol
NA代表阿伏伽德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为m g,则该混合物
A.所含碳原子总数为m NA/14
B.所含碳氢键数目为3m NA/14
C.所含公用电子对数目为(m/14+1)NA
D.完全燃烧时消耗的O2一定是33.6m/14 L