(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g) H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g), n(H2)随时间(t)的变化如图所示:
①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
高三化学简答题中等难度题
(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g) H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g), n(H2)随时间(t)的变化如图所示:
①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
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工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2废气的工艺流程如下,下列说法不正确的是)
A.溶液的pH:①>②>③
B.整个过程中Fe2(SO4)3溶液可以循环利用
C.溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2=4Fe3++2H2O
D.向②溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色
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(本题满分18分)钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,TiOSO4遇水会水解.
请回答下列问题:
(1)操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有 ________________________________________________ ,操作2是 ________________ 、过滤,副产品主要成分的化学式为 ________________________________ 。
(2)请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理 ________________________ 。
(3)已知钛的还原性介于铝和锌之间,估计钛能耐腐蚀的原因之一是________________________________________________________,如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是________________________。
(4)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解质,用碳块作电解槽,其阴极反应的电极反应式为 ________________________________________________ 。
(5)为测定溶液中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2++Al+6H+═3Ti3++AlO3++3H2O,过过滤后,取出滤液20.00mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用 ________________________________ (填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000mol•L﹣1FeCl3溶液,发生Ti3++Fe3+═Ti4++Fe2+,当溶液出现红色达到滴定终点,用去了30.00mLFeCl3溶液,待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是________________________________________________ 。
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钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,TiOSO4遇水会水解。
请回答下列问题:
(1)操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有 ,操作2是 、过滤,副产品主要成分的化学式为 。
(2)请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理 。
(3)已知钛的还原性介于铝与锌之间,估计钛能耐腐蚀的原因之一是 。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是 。
(4)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解质,用碳块作电解槽,其阴极反应的电极反应式是 。
(5)为测定溶液中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用 (填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液,发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。当溶液出现红色达到滴定终点,用去了30.00mL FeC13溶液。待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是 。
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钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题:
(1)操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________;
(2)请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_______________。
(3)已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是____________。
(4)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解质,用碳块作电解槽,其阴极反应的电极反应式是___________________________________。
(5)为测定溶液中TiOSO4的含量,先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后,取无色滤液20.00 mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用______________________(填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液,发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是___________________________________,若用去了30.00mL FeC13溶液,待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是______________mol/L。
【答案】 漏斗、玻璃棒 溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,当加入水稀释、升温后,平衡正向移动 TiCl4+4Na Ti+4NaCl TiO2 + 4e- = Ti + 2O2- 酸式滴定管 溶液由无色变成红色且半分钟不褪色 1.50 mol/L
【解析】钛铁矿用浓硫酸溶解,浓硫酸具有酸性,强氧化性,反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,还可能有少量Fe2(SO4)3;向所得溶液中加入大量水稀释后,加入过量铁粉还原Fe3+,过滤得到滤液中只含有TiOSO4和FeSO4;TiOSO4水解过滤后得到H2TiO3,H2TiO3加热灼烧得到TiO2,加入Cl2、过量碳高温反应生成TiCl4,TiCl4和Mg高温反应得到MgCl2和Ti。
(1)操作1为过滤,所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故还缺少的仪器为:漏斗和玻璃棒;故答案为:漏斗、玻璃棒;
(2)TiOSO4遇水会水解,水解方程式为TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+,水解是吸热过程,加热能促进水解;加水稀释,促进水解。
故答案为:溶液中存在平衡:TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+,当加入水稀释、升温后,平衡正向移动;
(3)在流程中,金属镁置换出钛单质,反应方程式为:TiCl4+2MgTi+2MgCl2。钛的还原性介于铝与锌之间,即还原性:Al>Ti>Zn,又因为还原性Na>Al>Zn>Fe,则Na>Al>Ti>Zn>Fe,故Na、Zn、Fe三种金属中只能选择金属Na代替镁。反应方程式为:TiCl4+4Na
Ti+4NaCl。
故答案为:TiCl4+4NaTi+4NaCl;
(4)根据题意可知,TiO2作阴极,得电子,被还原得到单质Ti,则阴极电极反应式为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-。故答案为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-;
(5)FeC13有强的氧化性,腐蚀橡胶,且其溶液呈酸性,所以选择酸式滴定管。用KSCN溶液作指示剂,TiO2+反应完之前溶液为无色。当反应完,再滴入1滴FeC13溶液,溶液立即变红色,且半分钟后溶液颜色不褪色,到达滴定终点,停止滴定。
滴定过程中消耗n(FeC13)=0.1mol/L×0.03L=0.003mol。根据反应方程式可得出TiOSO4与Fe3+的关系式:TiOSO4~Ti3+~Fe3+,即滴定过程中n(FeC13)= n(TiOSO4)= 0.003mol。原待测液为10mL,稀释至100mL后,取2omL溶液进行滴定实验。所以原10mL待测液中含n(TiOSO4)= 0.003mol×=0.015mol,c(TiOSO4)= =1.5 mol•L-1。
故答案为:酸式滴定管;溶液由无色变成红色且半分钟不褪色 ;1.5 mol•L-1.
【题型】综合题
【结束】
11
Fe3+与CN-、F-、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为________。
(2)乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂,其结构如图甲所示。此物质中碳原子的杂化方式是__________。
(3)C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序是___________________________。
(4)配合物K3Fe(CN)6可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的化学式为________________。已知(CN)2是直线形分子,并具有对称性,则(CN)2中π键和σ键的个数比为__________________。
(5)F-不仅可与Fe3+形成3-,还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体,此晶体应用于激光领域,其结构如图乙所示,则该晶体的化学式为__________________________。
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工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2废气的工艺流程如下,下列说法不正确的是
A. 溶液的pH:①>②>③
B. 整个过程中Fe2(SO4)3溶液可以循环利用
C. 溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2=4Fe3++2H2O
D. 向②溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色
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工业上用Fe2(SO4)3酸性溶液处理SO2废气的工艺流程如下,下列说法不正确的是
A. 溶液的pH:①>②>③
B. 整个过程中Fe2(SO4)3溶液可以循环利用
C. 溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2=4Fe3++2H2O
D. 向②溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色
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铝是一种应用广泛的金属,工业上用和冰晶石()混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是和等。从铝土矿中提炼的流程如下:
②以萤石()和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式_________________________、________________________________;
(2)滤液Ⅰ中加入生成的沉淀是___________,反应2的离子方程式为____ ___________________
(3)E常用作制作豆腐的添加剂,化合物C是____,写出由D制备冰晶石的化学方程式_______________;
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