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TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。 (1)实验室...

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下:

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有关性质如下表

物质

熔点/℃

沸点/℃

其他

CCl4

-23

76

TiCl4互溶

TiCl4

-25

136

遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是       ,装置E中的试剂是         。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、        、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为     (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是      

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶FeTiO3s+2H2SO4aq)=FeSO4aq+ TiOSO4aq+ 2H2Ol

水解TiOSO4aq+ 2H2Ol满分5 manfen5.comH2TiO3s+H2SO4aq

简要工艺流程如下:

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①试剂A为         。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是              

②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是     。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是     (填化学式)。

 

(1)干燥管;浓硫酸;检查气密性;②③①,分液(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致TiSO4提前水解,产生H2SiO3沉淀 ②Fe2+,Fe2O3 【解析】(1)仪器A是干燥管,由于IiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中用浓硫酸吸收空气中水蒸气。对于气体制取而言,组装仪器、检查气密性、加药品,终止实验时防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2。分离两种沸点不同的液体混合物应该用蒸馏法。 (2)①矿石经硫酸溶解后得到的Fe2(SO4)3,而后过滤得到的是FeSO4·7H2O,所以试剂A是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+。因为TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3,而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。 ②加入KSCN溶液无现象,加H2O2出现红色,说明存在Fe2+,经过加热后Fe2+氧化为Fe2O3,而使产品发黄。  
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工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:

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已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华

(1)在焙烧炉中发生反应:

①Fe2O3(s)3C(s满分5 manfen5.com2Fe(s)3CO(g△H=-492.7kJ/mol

②3CO(g)+ Fe2O3(s)满分5 manfen5.com2Fe(s)3CO2(g△H=+25.2kJ/mol

反应2Fe2O3(s)3C(s)满分5 manfen5.com4Fe(s)3CO2(g△H___________kJ/mol

2①Al2O3Cl2C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为          。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3

②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的        (填字母序号)。

①氧化性  ②吸水性  ③难挥发性  ④脱水性

a.只有    b.只有    c.只有②③    d.只有②③④

(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式________,与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al): m(Pb)=__________________。

 

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工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下:

满分5 manfen5.com有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氢氧化物

Al(OH)2

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Cu(OH)2

Pb(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀的pH

3.3

1.5

6.5

4.2

8.0

8.3

沉淀完全的pH

5.2

3.7

9.7

6.7

8.8

9.8

 

请问答下列问题:

(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是                  

(2)酸浸后的溶液中含有Mn2+ SO42-,另含有少量Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下:

①加入MnO2将Fe2+氧化,其离子反应方程式为                      ②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,其主要目的是               

③加入BaS,除去Cu2+、Pb2+后,再加入NaF溶液,除去                    

(3)从溶液A中回收的主要物质是            ,该物质常用作化肥。(4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,然后再用氧化剂将Mn2+转化为MnO2,制得优质MnO2,写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式                     

 

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某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS),共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。

已知:①AMnSO4ZnSO4Fe2(SO4)3Al2(SO4)3的混合液。

②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O满分5 manfen5.comMnO2+Zn+2H2SO4

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(1)A中属于还原产物的是         

2MnCO3Zn2(OH)2CO3的作用是      需要加热的原因是      C的化学式是     

(3)Ⅲ中发生的离子方程式为                  

(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是       

 

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黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS2)。黄铜矿经熔炼、煅烧后得到粗铜和炉渣,冶炼过程的主要反应有:

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(1)二硫化亚铁铜也可以表示为CuS·FeS,其中硫元素的化合价是    

(2)反应②中还原剂是        

(3)某校学习小组用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)制备铁红,进行如下实验。

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炉渣碱浸时反应的离子方程式是           

滤渣1中加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+,该反应的离子方程式是         ;为检验铁元素是否被氧化完全,应进行的实验是:取少量滤液2于试管中         

 

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高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:

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①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是               

②反应II的离子方程式为                              

③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂,它能消毒杀菌是因为                它能净水的原因是                 

④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整到        时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。

(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。

①加入饱和KOH溶液的目的是         

②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠      (填“大”或“小”)。

湿法

强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液

干法

Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

 

(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为       

(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定,放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式    

 

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