解题方法
1 . 金属钛在医疗、航空、军工电子等领域使用非常广泛。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还有Fe2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛生产流程如图所示。
已知:
(1)煅烧过程中主要反应的化学方程式为___________ ,煅烧过程中发生的反应为吸热反应,该反应能够自发进行的原因是___________ 。
(2)“水解”发生的化学方程式为___________ 。
(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是___________ 。
(4)测定产物组成的方法如下:
步骤一:取样品2.100g,在酸性条件下充分溶解,并用适量铝将还原为,过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并注入250mL容量瓶,并用稀硫酸定容,得待测液。
步骤二:取待测液25.00mL于锥形瓶中,加几滴KSCN溶液作指示剂,用的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将氧化为。重复滴定2次。滴定所得相关数据如下表:
①步骤一中用稀硫酸而不用水定容的原因是___________ 。
②通过计算确定该样品的组成为___________ 。
(5)从TiO2获得单质钛可以采用FFC-熔盐电脱氧法,具体流程为:将二氧化钛压制成型,经过预烧结,制备成电解体系的阴极,石墨作惰性阳极,以氯化钠、氯化钙为混合熔盐,在低于一定电压条件下电解,阴极生成金属钛。写出阴极的电极反应式___________ 。
已知:
物质 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 |
TiCl4 | -25 | 136 | 溶于苯,遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气 |
FeCl3 | 306 | 315 | 易溶于水,难溶于苯等有机物 |
MgCl2 | 714 | 1412 | 易溶于水,难溶于苯等有机物 |
SiCl4 | -70 | 57.6 | 溶于苯、四氯化碳等非极性溶剂,遇水剧烈反应 |
(1)煅烧过程中主要反应的化学方程式为
(2)“水解”发生的化学方程式为
(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是
(4)测定产物组成的方法如下:
步骤一:取样品2.100g,在酸性条件下充分溶解,并用适量铝将还原为,过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并注入250mL容量瓶,并用稀硫酸定容,得待测液。
步骤二:取待测液25.00mL于锥形瓶中,加几滴KSCN溶液作指示剂,用的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将氧化为。重复滴定2次。滴定所得相关数据如下表:
滴定序号 | 待测液体积/mL | 滴定起点读数/mL | 滴定终点读数/mL |
1 | 25.00 | 0.02 | 24.02 |
2 | 25.00 | 0.08 | 24.06 |
3 | 25.00 | 0.12 | 24.14 |
②通过计算确定该样品的组成为
(5)从TiO2获得单质钛可以采用FFC-熔盐电脱氧法,具体流程为:将二氧化钛压制成型,经过预烧结,制备成电解体系的阴极,石墨作惰性阳极,以氯化钠、氯化钙为混合熔盐,在低于一定电压条件下电解,阴极生成金属钛。写出阴极的电极反应式
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2 . 大力发展新能源汽车产业是我国兑现碳中和承诺的重要战略之一。随着这一产业的发展,如何处理废旧锂电池成为一个亟需解决的问题。某废弃的钴酸锂()电池中含有少量氧化铝、氧化铁和碳单质,为回收利用有关元素,某小组设计如下实验流程:
已知:与草酸根离子()结合生成较稳定的,在强酸性条件下分解重新生成。
(1)操作①的名称为______ ;由此可推测,氧化铝______ (填“能”或“不能”)溶于氢氧化钠溶液。
(2)溶液②中所含主要溶质为LiCl、,请写出和盐酸反应的化学方程式中LiCoO2和HCl的最简系数比(提示:产物有氯气)______ 。
(3)将溶液中的转化为沉淀也是常用的沉钴方案。在此流程中选用草酸铵而不用碳酸盐的原因是__________________ 。
(4)为证明操作④获得的沉淀表面的杂质已被洗涤干净,所需进行的实验操作为:取少量的最后一次洗涤液于试管中,加入______ ,若无白色沉淀生成,则证明沉淀洗涤干净。
(5)取3.66 g (相对分子质量183)隔绝空气加热,在205℃条件下反应完全后,剩余固体质量为2.94 g,此时分解产生的气体为______ (填化学式);在956℃条件下反应完全后,剩余固体相对最开始反应前失重59%,此时固体成分的化学式为,______ 。
(6)某同学设计如图装置测定晶体中结晶水的含量以检验样品的纯度。下列有关说法不正确的是______ (填选项)。
A. B中应装入浓硫酸,目的是除去水蒸气
B. 利用干燥管前后质量差可计算出结晶水的含量
C. 图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管
D. 反应结束后,应先停止加热,一段时间后再停止通空气
(7)溶液④中,铁元素主要以______ 离子形态存在,应加入______ 后再进行后续操作。
(8)溶液在工业上常用于电路板的蚀刻,发生的反应为。某同学向含有、和三种溶质的溶液中加入一定量的铁粉,若反应完成后有固体剩余,则固体的成分可能为______ (填选项)。
A. Fe B. Fe和Zn C. Fe和Cu D. Cu和Zn
(9)某a g混合粉末中含有铁、石墨、硫和碳酸氢铵,在空气中充分加热至完全反应后,重新称量剩余固体质量,仍为a g,则混合物中铁的质量分数为______ 。
已知:与草酸根离子()结合生成较稳定的,在强酸性条件下分解重新生成。
(1)操作①的名称为
(2)溶液②中所含主要溶质为LiCl、,请写出和盐酸反应的化学方程式中LiCoO2和HCl的最简系数比(提示:产物有氯气)
(3)将溶液中的转化为沉淀也是常用的沉钴方案。在此流程中选用草酸铵而不用碳酸盐的原因是
(4)为证明操作④获得的沉淀表面的杂质已被洗涤干净,所需进行的实验操作为:取少量的最后一次洗涤液于试管中,加入
(5)取3.66 g (相对分子质量183)隔绝空气加热,在205℃条件下反应完全后,剩余固体质量为2.94 g,此时分解产生的气体为
(6)某同学设计如图装置测定晶体中结晶水的含量以检验样品的纯度。下列有关说法不正确的是
A. B中应装入浓硫酸,目的是除去水蒸气
B. 利用干燥管前后质量差可计算出结晶水的含量
C. 图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管
D. 反应结束后,应先停止加热,一段时间后再停止通空气
(7)溶液④中,铁元素主要以
(8)溶液在工业上常用于电路板的蚀刻,发生的反应为。某同学向含有、和三种溶质的溶液中加入一定量的铁粉,若反应完成后有固体剩余,则固体的成分可能为
A. Fe B. Fe和Zn C. Fe和Cu D. Cu和Zn
(9)某a g混合粉末中含有铁、石墨、硫和碳酸氢铵,在空气中充分加热至完全反应后,重新称量剩余固体质量,仍为a g,则混合物中铁的质量分数为
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