钛白粉作为白色颜料和增白剂,广泛用于油漆、造纸等工业生产中。一种以钛铁矿(含及少量的)为原料生产钛白粉的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)中铁的化合价是___________ 。
(2)“酸浸”是用硫酸在温度为下溶煮钛铁矿,“滤液1”的主要成分中含有,则“酸浸”中主要发生的反应方程式为___________ 。
(3)“滤渣1”的主要成分有___________ 。
(4)“还原”中加入过量铁屑的目的是___________ 。硫酸亚铁晶体的溶解度如表所示,其中绿矾容易被氧化,则“操作Ⅱ”包括真空加热浓缩、___________ 、___________ 、洗涤、干燥。
(5)工业上将钛白粉与焦炭、氯气共热生成和一种可燃气体,反应的化学方程式为___________ ,最后在氯气氛围和加热的条件下用金属镁还原制取性能优越的金属钛。
(6)取经煅烧至恒重后固体质量为,则___________ 。
回答下列问题:
(1)中铁的化合价是
(2)“酸浸”是用硫酸在温度为下溶煮钛铁矿,“滤液1”的主要成分中含有,则“酸浸”中主要发生的反应方程式为
(3)“滤渣1”的主要成分有
(4)“还原”中加入过量铁屑的目的是
温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 56.7 | 60 | 64 | 70 | 80 | 90 |
溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.2 | 35.3 | 35.6 | 33.0 | 30.5 | 27 |
析出晶体 |
(6)取经煅烧至恒重后固体质量为,则
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更新时间:2023-07-16 11:04:06
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解答题-实验探究题
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(0.65)
名校
【推荐1】回答下列问题
(1)下列各图示中,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_______ 。
(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_______ 。
②除去蒸馏水中溶解的O2常采用_______ 的方法。
③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______ 。
(3)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可加入_______ ,反应的离子方程式为_______ 。
(1)下列各图示中,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是
(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入
②除去蒸馏水中溶解的O2常采用
③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是
(3)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可加入
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】FeCO3与砂糖混用可作补血剂。以黄铁矿烧渣(含CuO、Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)为主要原料制备FeCO3的流程如下:
(1)质量分数为30%(密度是1.176 g·cm-3)的稀硫酸的物质的量浓度为________ 。
(2)检验滤液A中存在Fe2+的试剂是________ 。
(3)加入足量铁粉的作用除调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀外,还有两个作用,分别写出这两个反应的离子方程式:____________ , ________________ 。
(4)写出滤液C与NH4HCO3溶液反应的离子方程式:_____________________ 。
(5)FeCO3在空气中灼烧可制得铁系氧化物材料。已知25 ℃,101 kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1
写出FeCO3在空气中灼烧生成Fe2O3的热化学方程式:________ 。
(6)某兴趣小组为充分利用副产品,欲利用滤渣D为原料制取Al2O3,请补充完成实验步骤:向滤渣D中加入适量________ 溶液,_______________________________ 。
(1)质量分数为30%(密度是1.176 g·cm-3)的稀硫酸的物质的量浓度为
(2)检验滤液A中存在Fe2+的试剂是
(3)加入足量铁粉的作用除调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀外,还有两个作用,分别写出这两个反应的离子方程式:
(4)写出滤液C与NH4HCO3溶液反应的离子方程式:
(5)FeCO3在空气中灼烧可制得铁系氧化物材料。已知25 ℃,101 kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1
写出FeCO3在空气中灼烧生成Fe2O3的热化学方程式:
(6)某兴趣小组为充分利用副产品,欲利用滤渣D为原料制取Al2O3,请补充完成实验步骤:向滤渣D中加入适量
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解答题-无机推断题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】已知A、B是中学常见的金属单质,其各物质间的转化关系如下图所示,请完成下列空白。
(1)写出B、C和J的化学式:B___________ ,C___________ ,J___________ 。
(2)用___________ 试剂可以检验K溶液中的阳离子。
(3)当K中混有少量D杂质时,可加入___________ 除去。
(4)写出B与水反应的离子方程式___________ 。
(5)写出F转变成G的化学方程式___________ 。
(6)写出向K溶液中加入A的离子方程式___________ 。
(1)写出B、C和J的化学式:B
(2)用
(3)当K中混有少量D杂质时,可加入
(4)写出B与水反应的离子方程式
(5)写出F转变成G的化学方程式
(6)写出向K溶液中加入A的离子方程式
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】用粗氧化铜(含少量Fe)制取纯净的CuCl2∙2H2O的主要过程是:
①将粗氧化铜溶解于稀盐酸中,加热、过滤。调节滤液的pH为3;
②对①所得的滤液按下列步骤进行操作:
已知:
回答下列问题:
(1)加入氧化剂X的目的的是:_____________________ 本实验最合适的氧化剂X是__________ (填字母),反应的离子方程式是_____________________ 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(2)Y可选:_________ ,调节pH_____________________ ,除去Fe3+的有关离子方程式为________________________
(3)采用低温减压蒸发结晶的方法得到CuCl2∙2H2O的晶体,还要在过程中不断通入______ 气体,且不能蒸干。
①将粗氧化铜溶解于稀盐酸中,加热、过滤。调节滤液的pH为3;
②对①所得的滤液按下列步骤进行操作:
已知:
物质 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
回答下列问题:
(1)加入氧化剂X的目的的是:
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(2)Y可选:
(3)采用低温减压蒸发结晶的方法得到CuCl2∙2H2O的晶体,还要在过程中不断通入
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐2】莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]是一种重要的还原剂,在空气中比一般的 亚铁盐稳定。某学习小组设计如下实验制备少量的莫尔盐并测定其纯度。
回答下列问题:
Ⅰ.制取莫尔盐
(1)连接装置,检查装置气密性。将0.1mol(NH4)2SO4晶体置于玻璃仪器中__ 填仪器 名称),将6.0g洁净铁屑加入锥形瓶中。
(2)①打开分液漏斗瓶塞,关闭活塞K3,打开K2、K1,加完55.0mL2mol·L-1稀硫酸后关闭K1。
②待大部分铁粉溶解后,打开K3、关闭K2,此时可以看到的现象为__________ ;原因是____________ 。
③关闭活塞K2、K3,采用100℃水浴蒸发B中水分,液面产生晶膜时,停止加热,冷却结晶、_______________ 、用无水乙醇洗涤晶体。该反应中硫酸需过量,保持溶液的pH在1~2之间, 其目的为_______________ 。
④装置C的作用为_____ ,装置C存在的缺点是_____ 。
Ⅱ.测定莫尔盐样品的纯度:取mg该样品配制成1L溶液,分别设计如下两个实验方案,请回答:
方案一:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol·L-1的酸性K2Cr2O7溶液进行滴定。重复三次。
(1)已知:Cr2O72-还原产物为Cr3+,写出此反应的离子方程式_____ 。
(2)滴定时必须选用的仪器是_____ 。
方案二:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O,Mr=392,BaSO4,Mr=233]
待测液→足量的BaCl2溶液→过滤→洗涤→干燥→称量→wg固体
(3)莫尔盐晶体纯度为_____ (用含m、w的式子表示,不用算出结果)。
(4)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为_____ 。
回答下列问题:
Ⅰ.制取莫尔盐
(1)连接装置,检查装置气密性。将0.1mol(NH4)2SO4晶体置于玻璃仪器中
(2)①打开分液漏斗瓶塞,关闭活塞K3,打开K2、K1,加完55.0mL2mol·L-1稀硫酸后关闭K1。
②待大部分铁粉溶解后,打开K3、关闭K2,此时可以看到的现象为
③关闭活塞K2、K3,采用100℃水浴蒸发B中水分,液面产生晶膜时,停止加热,冷却结晶、
④装置C的作用为
Ⅱ.测定莫尔盐样品的纯度:取mg该样品配制成1L溶液,分别设计如下两个实验方案,请回答:
方案一:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol·L-1的酸性K2Cr2O7溶液进行滴定。重复三次。
(1)已知:Cr2O72-还原产物为Cr3+,写出此反应的离子方程式
(2)滴定时必须选用的仪器是
方案二:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O,Mr=392,BaSO4,Mr=233]
待测液→足量的BaCl2溶液→过滤→洗涤→干燥→称量→wg固体
(3)莫尔盐晶体纯度为
(4)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为
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解答题-无机推断题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。如图所示物质转化关系为高铁酸钠的一种制备方法及有关性质实验(部分反应产物已略去)。已知A、F为非金属单质气体,B为常见金属单质,E为生活中最常见的调味品,F在标准状况下密度为0.090 g/L。
请回答下列问题:
(1)写出D的名称_______ ,F的化学式_______
(2)写出反应②的离子方程式:_______ 。
(3)反应③,F在A中点燃的反应现象为:_______ 。
(4)反应④中各物质的反应比例关系如下,请填入相应的反应物和生成物的化学式,并标明电子转移的方向和数目:_______ 。
2+3+10NaOH=2Na2FeO4+9+5H2O
(5)写出反应⑤的化学方程式:_______ 。
(6)向0.02 mol B的氧化物中加入45 mL4 mol/L硫酸溶液恰好完全反应,得到B的两种不同价态的盐,所得溶液中B2+能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化。则此B的氧化物的化学式为_______ 。
请回答下列问题:
(1)写出D的名称
(2)写出反应②的离子方程式:
(3)反应③,F在A中点燃的反应现象为:
(4)反应④中各物质的反应比例关系如下,请填入相应的反应物和生成物的化学式,并标明电子转移的方向和数目:
2+3+10NaOH=2Na2FeO4+9+5H2O
(5)写出反应⑤的化学方程式:
(6)向0.02 mol B的氧化物中加入45 mL4 mol/L硫酸溶液恰好完全反应,得到B的两种不同价态的盐,所得溶液中B2+能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化。则此B的氧化物的化学式为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】焦亚硫酸钠()常作食品防腐剂、漂白剂、疏松剂。某小组回收以辉铜矿为原料火法治铜的尾气中的,制备焦亚硫酸钠,流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧、煅烧之前,辉铜矿要粉碎过筛,其目的是________ 。
(2)“煅烧”中发生反应的化学方程式为________ ,其中 ,还原产物和氧化产物的物质的量之比为________ 。
(3)转化成的离子方程式为________ 。
(4)操作X包括蒸发浓缩、________ 、过滤、洗涤、干燥。
(5)探究的性质。取少量产品溶于水,滴加酸性溶液,振荡,溶液褪色,表明具有的性质有________(填字母)。
(6)为了探究溶液在空气中的变化情况,小组展开如下研究:
查阅资料:常温下,溶液,溶液,溶液。常温下,取溶液放置某环境下空气中,用pH计测定pH与时间关系如图所示(体积变化忽略不计)。
AB段pH降低的主要原因是________ 。B点pH不能降至1.0的主要原因可能是________ (用离子方程式表示)。
回答下列问题:
(1)焙烧、煅烧之前,辉铜矿要粉碎过筛,其目的是
(2)“煅烧”中发生反应的化学方程式为
(3)转化成的离子方程式为
(4)操作X包括蒸发浓缩、
(5)探究的性质。取少量产品溶于水,滴加酸性溶液,振荡,溶液褪色,表明具有的性质有________(填字母)。
A.氧化性 | B.还原性 | C.不稳定性 | D.碱性 |
查阅资料:常温下,溶液,溶液,溶液。常温下,取溶液放置某环境下空气中,用pH计测定pH与时间关系如图所示(体积变化忽略不计)。
AB段pH降低的主要原因是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】四氯化锡是重要的化工中间体和催化剂。常温下。四氯化锡为无色液体,易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂,极易与水反应生成锡酸(,难溶于水、具有两性),某研究小组利用氯气与硫渣(主要成分等)制备少量四氯化锡,装置如图所示。部分物质的熔沸点如下表:
实验步骤:
①连接装置并检险装置气密性。
②连接装置并加入相应试剂后,通入氮气。
③控制仪器a的活塞缓慢加入浓盐酸并加热。将产生的气体缓慢通入中温度维持在,当观察到出现较多液态物质时,适当加快通入氯气并不断搅拌;当观察到B中黄绿色加深时,关闭仪器a的活塞。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____ 。仪器b中的试剂为_____ 。
(2)步骤②通入氮气的作用是_____ 。
(3)步骤③开始缓慢通入氯气,当出现较多液态物质时,可适当加快通入氯气的原因是_____ 。装置B中的温度需特维持在,若温度高于,可能造成的后果是_____ ,应采取的措施是_____ 。
(4)四氯化锡与足量氢氧化钠溶液剧烈反应,所发生反应的化学方程式为_____ 。
(5)上述制得的四氯化锡液体中可能存在的液态杂质为_____ 。该杂质能使酸性高锰酸钾溶液褪色,生成一种对应的最高价含氧酸,该反应的离子方程式为_____
物质 | S | ||
熔点 | 112 | ||
沸点 | 114 | 130 | 444 |
①连接装置并检险装置气密性。
②连接装置并加入相应试剂后,通入氮气。
③控制仪器a的活塞缓慢加入浓盐酸并加热。将产生的气体缓慢通入中温度维持在,当观察到出现较多液态物质时,适当加快通入氯气并不断搅拌;当观察到B中黄绿色加深时,关闭仪器a的活塞。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为
(2)步骤②通入氮气的作用是
(3)步骤③开始缓慢通入氯气,当出现较多液态物质时,可适当加快通入氯气的原因是
(4)四氯化锡与足量氢氧化钠溶液剧烈反应,所发生反应的化学方程式为
(5)上述制得的四氯化锡液体中可能存在的液态杂质为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示,夹持装置及搅拌装置均已略去):
Ⅰ.将浓硫酸、NaNO3、石墨粉末在仪器b中充分混合,置于冰水中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶塞;
Ⅱ.转至油浴中,35 °C下搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水,升温至98°C并保持1小时;
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温,加入大量蒸馏水,而后往烧杯中滴入H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色;
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀;
V.蒸馏水洗涤沉淀;
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a的作用是_______ 。
(2)步骤I中分批缓慢加入KMnO4粉末并置于冰水浴中,由此可判断该反应为_______ (填“放热反应”或“吸热反应”)。
(3)仪器b中可能发生的反应有H2SO4 (浓)+2NaNO3=Na2SO4 +2HNO3,该反应利用了H2SO4(浓)的_______ (填“ 氧化性”、“吸水性”、“脱水性”、“酸性”或“难挥发性”)。
(4)步骤III中,每消耗0.2mol氧化剂,同时消耗还原剂的物质的量为_______ mol,生成的气体体积为_______ L(标准状况下)。
(5)步骤IV中,离心分离所得的滤液中含有的溶质为_______ (填化学式)。
(6)若向步骤V的最后一次洗涤液中滴入无色酚酞,_______ (填“能”或“不能”)确定洗涤液中无H+,其理由是_______ 。
Ⅰ.将浓硫酸、NaNO3、石墨粉末在仪器b中充分混合,置于冰水中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶塞;
Ⅱ.转至油浴中,35 °C下搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水,升温至98°C并保持1小时;
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温,加入大量蒸馏水,而后往烧杯中滴入H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色;
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀;
V.蒸馏水洗涤沉淀;
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a的作用是
(2)步骤I中分批缓慢加入KMnO4粉末并置于冰水浴中,由此可判断该反应为
(3)仪器b中可能发生的反应有H2SO4 (浓)+2NaNO3=Na2SO4 +2HNO3,该反应利用了H2SO4(浓)的
(4)步骤III中,每消耗0.2mol氧化剂,同时消耗还原剂的物质的量为
(5)步骤IV中,离心分离所得的滤液中含有的溶质为
(6)若向步骤V的最后一次洗涤液中滴入无色酚酞,
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解题方法
【推荐1】纳米被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。
(1)用水解法制备纳米的工艺流程如图所示(成功的控制水解速率是制备纳米的前提):
已知:难溶于冷水,在热水中易水解;的水解按以下三步进行:
第Ⅰ步(水解):
第Ⅱ步(电离):
第Ⅲ步(水解):
①第Ⅰ步为快反应,对第Ⅱ、Ⅲ步反应的影响是_______ 。
②流程中加入硫酸铵的目的是_______ 。
③若取上述流程中“混合溶液”加水稀释,会产生少量偏钛酸()沉淀,该反应的离子方程式为_______ 。
(2)测定产品中纯度的方法是:准确称取0.2000g样品放入锥形瓶中,加入硫酸和硫酸铵混合溶液,加强热使其溶解。冷却后,加入一定量稀盐酸得到含溶液。加入金属铝,将全部转化为。待过量金属铝完全溶解并冷却后,加入指示剂,用0.1000标准溶液滴定至终点,将氧化为。重复操作2~3次,消耗标准溶液平均体积为20.00mL。
①金属铝还原的离子方程式为_______ 。
②滴定时所用的指示剂为_______ (填编号)。
a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.溶液 d.淀粉溶液
③样品中的纯度为_______ 。
(3)纳米在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。和甲醛都可在催化剂表面吸附,光照时,吸附的与产生HO·,从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图所示,试解释甲醛降解率随空气湿度变化的原因:_______ 。
(1)用水解法制备纳米的工艺流程如图所示(成功的控制水解速率是制备纳米的前提):
已知:难溶于冷水,在热水中易水解;的水解按以下三步进行:
第Ⅰ步(水解):
第Ⅱ步(电离):
第Ⅲ步(水解):
①第Ⅰ步为快反应,对第Ⅱ、Ⅲ步反应的影响是
②流程中加入硫酸铵的目的是
③若取上述流程中“混合溶液”加水稀释,会产生少量偏钛酸()沉淀,该反应的离子方程式为
(2)测定产品中纯度的方法是:准确称取0.2000g样品放入锥形瓶中,加入硫酸和硫酸铵混合溶液,加强热使其溶解。冷却后,加入一定量稀盐酸得到含溶液。加入金属铝,将全部转化为。待过量金属铝完全溶解并冷却后,加入指示剂,用0.1000标准溶液滴定至终点,将氧化为。重复操作2~3次,消耗标准溶液平均体积为20.00mL。
①金属铝还原的离子方程式为
②滴定时所用的指示剂为
a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.溶液 d.淀粉溶液
③样品中的纯度为
(3)纳米在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。和甲醛都可在催化剂表面吸附,光照时,吸附的与产生HO·,从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图所示,试解释甲醛降解率随空气湿度变化的原因:
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(0.65)
解题方法
【推荐2】以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂()和磷酸亚铁锂()的工艺流程如下:
回答下列问题:
“溶浸”后溶液中的主要金属阳离子包括,,,“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以形式存在),写出上述转变的离子方程式:_______ 。
回答下列问题:
“溶浸”后溶液中的主要金属阳离子包括,,,“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以形式存在),写出上述转变的离子方程式:
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【推荐3】钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前使用最广泛的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2的流程如下:
(1)步骤①加Fe的目的是_______ ;步骤②冷却的目的是_______ 。
(2)上述制备TiO2的流程中,可以利用的副产物是_______ ;考虑成本和废物的综合利用等因素,水浸后的废液中应加入_______ 处理。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的过程为→,其中反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在氩气气氛中进行的理由是_______ 。
(1)步骤①加Fe的目的是
(2)上述制备TiO2的流程中,可以利用的副产物是
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的过程为→,其中反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在氩气气氛中进行的理由是
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