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钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示:

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已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O

(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是           

(2)滤渣A的成分是              

(3)滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的离子方程式是                                   

(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是                    

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(5)反应③的化学方程式是                      

6)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4 作电极组成电池,其工作原理为:

Li4Ti5O12+3LiFePO4满分5 manfen5.comLi7Ti5O12+3FePO4

该电池充电时阳极反应式是                     

 

(1)+2 (2)SiO2 (3)TiOCl42- +H2OTiO2+2H++4Cl- (4)反应温度过高时,反应氨水会受热分解,使得Ti元素浸出率下降 (5)(NH4)2Ti5O15+2LiOH=Li2 Ti5O15+2NH3+2H2O (6)LiFePO4-e= FePO4+Li+ 【解析】 试题分析:(1)据反应方程式得,反应中没有化合价的变化,所以化合物FeTiO3中铁元素的化合价是+2价。 (2)钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质,加入盐酸只有二氧化硅不反应,所以滤渣A是SiO2。 (3)TiOCl42- 转化生成TiO2,氧不够,由水提供,氢离子被释放,氯以氯离子形式进入溶液,所以反应为:TiOCl42- +H2OTiO2+2H++4Cl-。 (4)反应温度过高时,反应氨水会受热分解,使得Ti元素浸出率下降。 (5)由流程图可得,反应过程中Ti5O152-与Li+结合,所以剩余铵根离子与氢氧根结合成一水合氨,反应为:(NH4)2Ti5O15+2LiOH=Li2 Ti5O15+2NH3+2H2O。 (6)阳极发生氧化反应据总反应式可得,+2价的铁失电子变为+3价,所以反应为:LiFePO4-e= FePO4+Li+. 考点:考查钛化合物的性质  
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考点分析:
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工业上制取氢气除电解水外还有多种方法.

(1)工业上可用组成为K2O•M2O3•2RO2•nH2O的无机材料纯化制取氢气.

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R在周期表的位置为                    

②常温下,不能与M单质发生反应的是           (填序号).

a.CuSO4溶液     b.Fe2O3     c.浓硫酸     d.NaOH溶液    e.Na2CO3固体

(2)工业上也可利用化石燃料开采、加工过程中产生的H2S废气制取氢气.

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①高温热分解法  已知:H2S(g)H2(g)+S(g)

在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果见图1.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b为表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率的变化曲线.据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=        ;随着温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因是                  

②电化学法:该法制取氢气的过程如图2所示.反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是                                  ;反应池中发生反应的化学方程式为            

反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程为                                   

(3)H2S在足量氧气中燃烧可以得SO2,若在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18mol.若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡             移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,SO3的物质的量的取值范围为                     mol.

 

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研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)①硫离子的结构示意图为             

②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为               

(2)25℃,在0.10mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如右图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

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①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=          mol·L-1.

②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,当溶液pH=      时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]

(3)25℃,两种酸的电离平衡常数如右表。

 

Ka1

Ka2

H2SO3

1.3×10-2

6.3×10-4

H2CO3

4.2×10-7

5.6×10-11

①HSO3-的电离平衡常数表达式K=                    

②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为                 

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为                      

 

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下列说法正确的是

A.润洗酸式滴定管时应从滴定管上口加入3~5mL所要盛装的酸溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿其内壁,再从上口倒出,重复2~3次

B.用惰性电极电解MgCl2溶液的离子方程式为:2Cl+ 2H2O满分5 manfen5.comCl2↑+ H2↑+ 2OH

C.为验证盐桥的作用,在两个烧杯中分别盛适量硫酸亚铁铵溶液和稀酸性高锰酸钾溶液,分别插入石墨棒用导线与电流计相连,然后用装有K2SO4饱和溶液的琼脂的U型管两端插入两个烧杯中,电流计偏转,一段时间后高锰酸钾溶液褪色

D.嫦娥三号月球车玉兔号在进入第二个月夜休眠前,出现了机构控制异常情况,其病因或为月尘,即月球上直径小于10微米的浮尘,月尘分散在空气中形成的分散系属于胶体。

 

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下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(   

HX

HY

HZ

浓度(mol/L)

0.12

0.2

0.9

1

1

电离度

0.25

0.2

0.1

0.3

0.5

电离常数

Ki1

Ki2

Ki3

Ki4

Ki5

已知:满分5 manfen5.com

A.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ki1Ki2Ki3=0.01

B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则c(Z-)/ [c(HZ)• c(OH-)]的比值变小,若加少量盐酸,则比值变大

C.等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(X-)+c(Y-)—2c(Z-)=2c(HZ)—c(HX)—c(HY),且c(Z-)<c(Y-)<c(X-)

D.在相同温度下,Ki5Ki4Ki3

 

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用试纸检验气体性质是一种重要的实验方法。如图所示的实验中(可加热),下列试纸的选用、现象、对应结论都正确的一项是(      )

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选项

试剂B

湿润的试纸A

现象

结论

A

新制氯水

PH试纸

变白

氯气具有漂白性

B

浓氨水,生石灰

蓝色石蕊试纸

变红

氨气显碱性

C

Na2SO3,硫酸

品红试纸

褪色

SO2具有漂白性

D

Cu,浓硝酸

KI淀粉试纸

变蓝

NO2为酸性气体

 

 

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