钛白粉(纳米级TiO2)广泛用作功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料,是白色颜料中着色力最强的一种,具有优良的遮盖力和着色牢度,适用于不透明的白色制品。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、MgO)为原料制备高纯度钛白粉,同时得到绿矾的工艺流程如图1。
已知:常温下,稀硫酸几乎与FeTiO3不反应。
(1)稀硫酸浸出的目的是___________ 。
(2)图2、图3分别为不同固液比、温度下滤渣与热浓硫酸反应时的Ti浸出率,据图分析,最适合的固液比和温度分别是___________ 和___________ ,原因为___________ 。
(3)若用浓硫酸浸出后Ti元素的存在形式为,则浓硫酸与FeTiO3反应的化学方程式为___________ 。
(4)“一系列操作”得到的绿矾先用稀钛液洗涤,再用冰水洗涤的目的是___________ ,过滤时用到的玻璃仪器有玻璃棒、___________ 。
(5)将钛液加热煮沸的目的是___________ 。
(6)若取10kg钛铁矿(FeTiO3的质量分数为95%,)经过上述流程(钛元素在整个流程中损失率为5%),则可制得钛白粉固体的质量为___________ kg。
已知:常温下,稀硫酸几乎与FeTiO3不反应。
(1)稀硫酸浸出的目的是
(2)图2、图3分别为不同固液比、温度下滤渣与热浓硫酸反应时的Ti浸出率,据图分析,最适合的固液比和温度分别是
(3)若用浓硫酸浸出后Ti元素的存在形式为,则浓硫酸与FeTiO3反应的化学方程式为
(4)“一系列操作”得到的绿矾先用稀钛液洗涤,再用冰水洗涤的目的是
(5)将钛液加热煮沸的目的是
(6)若取10kg钛铁矿(FeTiO3的质量分数为95%,)经过上述流程(钛元素在整个流程中损失率为5%),则可制得钛白粉固体的质量为
22-23高二下·陕西汉中·期末 查看更多[2]
更新时间:2023-07-12 18:26:26
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(0.4)
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【推荐1】铬是造成水体重度污染的元素之一,水体除铬主要有还原沉淀法、离子交换法、光催化还原法等。
(1)还原沉淀法:向水体中加入FeSO4、CaSO3等将高毒性Cr(Ⅵ)还原为低毒性Cr(Ⅲ),再调节pH使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀除去。
①Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形态分布如图甲所示。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)污水中加入FeSO4,发生的主要反应的离子方程式为___ 。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图乙所示。当pH>12时,铬去除率下降的原因可用离子方程式表示为___ 。
(2)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与含铬离子(CrO、HCrO等)发生离子交换。如与CrO的交换可表示为2ROH(s)+CrO(aq)R2CrO4(s)+2OH-(aq)。Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图丙所示,当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是___ 。
(3)光催化还原法:可能的反应机理如图丁所示,ZrO2纳米管为催化剂,在紫外光照射下,VB端光生空穴(h+)被牺牲剂甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下,甲醇还原Cr(Ⅵ)的过程可描述为:___ 。
(4)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn—Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是___ 。
(1)还原沉淀法:向水体中加入FeSO4、CaSO3等将高毒性Cr(Ⅵ)还原为低毒性Cr(Ⅲ),再调节pH使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀除去。
①Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形态分布如图甲所示。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)污水中加入FeSO4,发生的主要反应的离子方程式为
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图乙所示。当pH>12时,铬去除率下降的原因可用离子方程式表示为
(2)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与含铬离子(CrO、HCrO等)发生离子交换。如与CrO的交换可表示为2ROH(s)+CrO(aq)R2CrO4(s)+2OH-(aq)。Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图丙所示,当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是
(3)光催化还原法:可能的反应机理如图丁所示,ZrO2纳米管为催化剂,在紫外光照射下,VB端光生空穴(h+)被牺牲剂甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下,甲醇还原Cr(Ⅵ)的过程可描述为:
(4)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn—Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】已知铅元素有+2价、+4价两种常用价态,铅及其化合物可用于耐酸设备及X 射线防护等。
(1)我国古代炼丹中经常使用到红丹(用X表示),在一定条件下,与过量硝酸能发生非氧化还原反应:
X+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O(已配平)。
①PbO2中铅元素的化合价是___________ ,PbO2不是碱性氧化物,判断的依据 _________ 。
②X的化学式是___________ 。
(2)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式____________ 。
(3)PbO2在加热的过程中发生分解生成PbO和O2,其失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a为分解40%的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx,则x=_________ ,将化学式改写成mPbO·nPbO2_______ ,(m、n取正整数)。已知+4价Pb的氧化性强于Cl2则该化合物和浓盐酸反应的化学反应方程式___________ 。
(1)我国古代炼丹中经常使用到红丹(用X表示),在一定条件下,与过量硝酸能发生非氧化还原反应:
X+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O(已配平)。
①PbO2中铅元素的化合价是
②X的化学式是
(2)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式
(3)PbO2在加热的过程中发生分解生成PbO和O2,其失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a为分解40%的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx,则x=
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(0.4)
解题方法
【推荐3】参照所给条件和现象,书写反应方程式:
(1)用稀硫酸处理含硼10.83%的二硼酸钠盐,有强氧化性的二元化合物产生,该化合物可用于消毒。_______
(2)氨水与奈斯勒试剂反应生成红褐色沉淀。_______
(3)将与在少是水存在下反应生成磷灰石结构的锶盐()。_______
(4)将与在碱性条件下反应制得一带2个正电荷的配位单元()。_______
(5)将13mmol单质汞与16mmol在一定条件下反应生成淡黄色固体(),该固体为1∶2离子型化合物,阳离子呈直线形。_______
(1)用稀硫酸处理含硼10.83%的二硼酸钠盐,有强氧化性的二元化合物产生,该化合物可用于消毒。
(2)氨水与奈斯勒试剂反应生成红褐色沉淀。
(3)将与在少是水存在下反应生成磷灰石结构的锶盐()。
(4)将与在碱性条件下反应制得一带2个正电荷的配位单元()。
(5)将13mmol单质汞与16mmol在一定条件下反应生成淡黄色固体(),该固体为1∶2离子型化合物,阳离子呈直线形。
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(0.4)
解题方法
【推荐1】黄铁矿(主要成分FeS2)是工业制硫酸的主要原料,暴露在空气中会被缓慢氧化,其氧化过程如图所示。
(1)写出a步骤离子方程式________
(2)如何检验b步骤反应后的溶液中含Fe2+________
(3)取10mLb步骤反应后的溶液测定其成分,通入标准状况下Cl222.4mL恰好完全反应。然后调节pH,使溶液中的铁元素全部转化为沉淀,经过滤、洗涤、灼烧,冷却后称重,得固体质量为0.32g,则该溶液中c(Fe3+)=________ (写出计算推理过程)
(1)写出a步骤离子方程式
(2)如何检验b步骤反应后的溶液中含Fe2+
(3)取10mLb步骤反应后的溶液测定其成分,通入标准状况下Cl222.4mL恰好完全反应。然后调节pH,使溶液中的铁元素全部转化为沉淀,经过滤、洗涤、灼烧,冷却后称重,得固体质量为0.32g,则该溶液中c(Fe3+)=
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(0.4)
【推荐2】铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设计如下方案制备上述两种产品:
请回答下列问题:
(1)若A为H2O(g),写出反应方程式:_________________________ 。
(2)若B为NaClO3与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-)___________________ 。
(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式,并配平:_________________________
请回答下列问题:
(1)若A为H2O(g),写出反应方程式:
(2)若B为NaClO3与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-)
(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式,并配平:
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(0.4)
【推荐3】自然界中的许多金属元素都能以硫化物的形式存在,硫铁矿(FeS2)就是其中一种,在矿区,开采出的硫铁矿石暴露在空气和水中,会发生下图所示转化。回答下列问题:
(1)FeS2的氧化产物Fe2(SO4)3易______ ,会使地下水和土壤呈______ 性;如果矿区中的水流或降雨不断淋洗硫铁矿,FeS2最终转化为____________ 。
(2)写出S22-的电子式:____________ 。
(3)写出图中①③两个反应的离子方程式:①______ ,③_________ 。
(1)FeS2的氧化产物Fe2(SO4)3易
(2)写出S22-的电子式:
(3)写出图中①③两个反应的离子方程式:①
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(0.4)
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【推荐1】医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等,以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2、2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
已知:
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式___________ 。
(2)“除杂”操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH范围为________ ,目的是除去溶液中的少量Al3+、Fe2+。
(3)过滤时需用的比玻璃器有__________ 。
(4)“酸化”操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①防止氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳;②防止Ca2+在蒸发时水解;③_______ 。
(5)蒸发结晶要保持在160℃的原因是__________ 。
(6)测定样品中Cl-含量的方法是:称取0.750 0 gCaCl2·2H2O样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;用0.050 00 mol/L AgNO3溶液滴定至终点(用K2Cr2O2),消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有________ 。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为_______ 。(保留四位有效数字)
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有________ ;__________ 。
已知:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Al(OH)3 | |
开始沉淀时的pH | 2.3 | 4.0 | 开始溶解时的pH | 7.8 |
完全沉淀时的pH | 3.7 | 5.2 | 完全溶解时的pH | 10.8 |
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式
(2)“除杂”操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH范围为
(3)过滤时需用的比玻璃器有
(4)“酸化”操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①防止氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳;②防止Ca2+在蒸发时水解;③
(5)蒸发结晶要保持在160℃的原因是
(6)测定样品中Cl-含量的方法是:称取0.750 0 gCaCl2·2H2O样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;用0.050 00 mol/L AgNO3溶液滴定至终点(用K2Cr2O2),消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有
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(0.4)
解题方法
【推荐2】氧缺位体()是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿主要成分是(,含、等杂质)、为原料制备的流程如下:已知:①酸浸后溶液中的金属离子有、、和
②25℃时已知几种金属离子沉淀的pH如表所示:
请回答下列问题:
(1)加Cu“还原”的目是___________ 。
②25℃时已知几种金属离子沉淀的pH如表所示:
金属氢氧化物 | ||||
开始沉淀的pH | 1.9 | 3.4 | 6.4 | 7.0 |
完全沉淀的pH | 3.2 | 4.7 | 7.6 | 9.0 |
(1)加Cu“还原”的目是
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(0.4)
【推荐3】(1)现用氯化铜晶体(CuCl2.2H2O,含少量FeCl2杂质)制取纯净的CuCl2.H2O先将其制成水溶液,后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表
请回答下列问题:
①请从下列物质中选出第一步中需加入的X
a.NaClO b.H2O2
c.KMnO4d.HNO3
②如何检验溶液Ⅱ中除Cu2+外的金属阳离子:________________________________。
③由溶液Ⅲ得到CuCl2.2H2O晶体的操作是___________________________________.
(2)某化学兴趣小组取一定量的双氧水,欲准确测定其中H2O2的含量:
取双氧水25. 00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准溶液滴定,其反应的离子方程式为:
(1)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定到达终点的现象是________________________________________________
(2)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果____(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表
请回答下列问题:
①请从下列物质中选出第一步中需加入的X
a.NaClO b.H2O2
c.KMnO4d.HNO3
②如何检验溶液Ⅱ中除Cu2+外的金属阳离子:________________________________。
③由溶液Ⅲ得到CuCl2.2H2O晶体的操作是___________________________________.
(2)某化学兴趣小组取一定量的双氧水,欲准确测定其中H2O2的含量:
取双氧水25. 00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准溶液滴定,其反应的离子方程式为:
(1)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定到达终点的现象是________________________________________________
(2)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果____(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
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(0.4)
【推荐1】已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性。从溶液中将Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物所需pH分别为6.4,6.4,3.7。现有某氯化铜晶体中含有FeCl2杂质,为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图所示步骤进行提纯。
回答下列问题:
(1)最适合本实验的氧化剂是_____________ 。(填序号)
a.K2Cr2O7 b.H2O2 c.NaClO d.KMnO4
加入氧化剂对应的离子方程式为:_____________________________ 。
(2)物质Y是______________ (填名称)。
(3)本实验加碱沉淀法能不能达到目的?______________ 原因是_________________________ 。
(4)最后能否直接蒸发结晶?若不能,应如何操作?_________________ 。
(5)加氧化剂的目的是__________________________ 。
(6)除去Fe3+的有关离子方程式_______________________________ 。
回答下列问题:
(1)最适合本实验的氧化剂是
a.K2Cr2O7 b.H2O2 c.NaClO d.KMnO4
加入氧化剂对应的离子方程式为:
(2)物质Y是
(3)本实验加碱沉淀法能不能达到目的?
(4)最后能否直接蒸发结晶?若不能,应如何操作?
(5)加氧化剂的目的是
(6)除去Fe3+的有关离子方程式
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(0.4)
【推荐2】胆矾(CuSO4·5H2O)是铜的重要化合物,有着广泛的应用,如用来配制农药波尔多液。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空:
(1)向含有铜粉的稀硫酸中滴加硝酸,在铜粉溶解时最终可以观察到的实验现象:_____________ 、______________ 。
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是_________ (填化学式)。
(3)将CuSO4·5H2O与NaHCO3按一定的比例共同投入到150mL沸水中,剧烈搅拌,冷却后,有绿色晶体析出。该晶体的化学组成为Cux (OH) y (CO3) z·nH2O。实验所得的绿色晶体需充分洗涤,检验是否洗涤干净的方法是_______________ 。
(4)为了确定晶体的化学式,某实验小组进行如下实验:a.称取3.640g晶体,加入足量的稀盐酸使固体完全溶解,收集到标准状况下的气体448.0 mL;b.称取等质量的晶体,灼烧至完全分解,得到2.400g残余固体。通过计算确定晶体的化学式(写出计算过程)。
根据题意完成下列填空:
(1)向含有铜粉的稀硫酸中滴加硝酸,在铜粉溶解时最终可以观察到的实验现象:
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是
(3)将CuSO4·5H2O与NaHCO3按一定的比例共同投入到150mL沸水中,剧烈搅拌,冷却后,有绿色晶体析出。该晶体的化学组成为Cux (OH) y (CO3) z·nH2O。实验所得的绿色晶体需充分洗涤,检验是否洗涤干净的方法是
(4)为了确定晶体的化学式,某实验小组进行如下实验:a.称取3.640g晶体,加入足量的稀盐酸使固体完全溶解,收集到标准状况下的气体448.0 mL;b.称取等质量的晶体,灼烧至完全分解,得到2.400g残余固体。通过计算确定晶体的化学式(写出计算过程)。
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】某工厂的废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ.向I所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)步骤I 中发生反应的化学方程式为___________ 、___________ 。
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:___________ 。
(3)步骤Ⅲ获得CuSO4 溶液的离子方程式为___________ 。
(4)步骤II 所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol/L,若要处理1m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液___________ kg(用含a 的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:___________ 。
I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ.向I所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)步骤I 中发生反应的化学方程式为
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:
(3)步骤Ⅲ获得CuSO4 溶液的离子方程式为
(4)步骤II 所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol/L,若要处理1m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:
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