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5.纯净的二氧化钛粉末颜色雪白,俗称钛白,是重要的白色颜料
I.以钛铁矿(FeTiO3)为原料的硫酸法制钛白,流程大致如下(部分产物已略去)
(1)溶矿过程大量放热,反应剧烈时,体系温度甚至可达473K,写出溶矿的化学方程式FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O,为提高溶矿效率,可采取的措施有将矿石粉碎(任写一种)
(2)过程①中加入Fe粉以防止亚铁离子被氧化,Fe粉在该过程中参与反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)操作②为冷却结晶、过滤,此法并未直接稀释钛液获得H2TiO3,其目的是同时获得FeSO4•7H2O
(4)反应③的离子方程式为TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+,为促进H2TiO3的生成,可采取的措施有加热或加过量水
II.测定钛白中TiO2的含量可用滴定分析法:在隔绝空气的条件下,将样品溶于硫酸,保持隔绝空气,加入过量的铝,将钛原还原成Ti3+,此时溶液中的Ti3+可以被Fe3+定量氧化
(5)常用NH4Fe(SO4)2固体配制标准Fe3+溶液,配制100mL标准溶液时使用的仪器除了天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要100mL容量瓶
(6)该滴定分析中所需要的指示剂为KSCN溶液
(7)已知TiO2的摩尔质量为Mg/mol,称取wg钛白粉试样进行滴定分析,消耗cmol/L的NH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则钛白中TiO2质量分数为$\frac{cVM}{1000W}$或$\frac{cVM}{10W}$%
(8)下列操作会使测得钛白粉中TiO2的质量分数偏高的是C
A.终点时度数,俯视滴定管中液面
B.滴定用的锥形瓶在滴定前有少量蒸馏水
C.配制Fe3+标准溶液时,烧杯中的溶液不慎溅出了一些.

分析 I.钛铁矿(主要成分FeTiO3,其中铁为正二价)为原料,加入稀硫酸溶解加入水中浸取,浸取液含有Fe2+,过滤得到滤液Ⅰ含有TiOSO4 和FeSO4,过程①中加入Fe粉以防止亚铁离子被氧化,趁热过滤,滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到FeSO4•7H2O,和滤液主要TiOSO4,加入水水解过滤生成偏钛酸H2TiO3(TiO2•H2O),煅烧得到TiO2.
(1)铁矿加入硫酸反应可制得硫酸氧钛,硫酸亚铁和水,结合原则守恒配平书写得到化学方程式;增大接触面积可提高溶矿效率;
(2)铁和酸反应生成亚铁离子、氢气,铁粉还原铁离子为亚铁离子,防止已还原的Fe2+重新被空气氧化;
(3)操作②得到浅绿色晶体,为结晶水合物七水合硫酸亚铁,为防止结晶水受热分解,需冷却结晶,结晶后过滤,
(4)TiO2+水解生成H2TiO3和H+;促进H2TiO3的生成,可使水解平衡正向移动,可通过加热或加水实现;
II.(5)配制一定物质的量浓度的溶液,基本步骤为:计算、称量(量取)、溶解(稀释)、移液、洗涤、定容、摇匀等,据此判断需要的仪器;
(6)用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再与Ti3+反应,生成血红色的Fe(SCN)3;
(7)根据得失电子守恒:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,以此进行计算;
(8)A.终点时度数,俯视滴定管中液面,体积读数偏小;
B.滴定用的锥形瓶在滴定前有少量蒸馏水,无影响;
C.配制Fe3+标准溶液时,烧杯中的溶液不慎溅出了一些,溶质偏小,滴定溶液中的Ti3+的Fe3+偏多.

解答 解:I.(1)铁矿加入硫酸反应可制得硫酸氧钛,硫酸亚铁和水,结合原则守恒配平书写得到化学方程式:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O;为提高溶矿效率,可采取将矿石粉碎,增大其接触面积,
故答案为:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O;将矿石粉碎;
(2)铁和酸反应生成亚铁离子、氢气,离子反应为:Fe+2H+═Fe2++H2↑,亚铁离子易被氧化成Fe3+,铁粉还原铁离子为亚铁离子,Fe+2Fe3+=3Fe2+,防止已还原的Fe2+重新被空气氧化,保证Fe3+全部转化为Fe2+,
故答案为:Fe+2H+═Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)第①步加铁粉还原Fe3+,防止已还原的Fe2+重新被空气氧化,过滤除去滤渣,为防止结晶水受热分解,第②步冷却结晶,过滤得到FeSO4•7H2O,此法并未直接稀释钛液获得H2TiO3,同时获得FeSO4•7H2O,
故答案为:冷却结晶;过滤;同时获得FeSO4•7H2O;
(4)TiO2+水解生成H2TiO3,离子方程式是TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+,水解吸热,加热可促进H2TiO3的生成,加过量水也可促进H2TiO3的生成,
故答案为:TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+;加热或加过量水;
II.(5)配制一定物质的量浓度的溶液,基本步骤为:计算、称量(量取)、溶解(稀释)、移液、洗涤、定容、摇匀等,用到的仪器:托盘天平(量筒)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶等,配制100mL标准溶液用100mL容量瓶,
故答案为:100mL容量瓶;
(6)当达到滴定终点时,再加入NH4Fe(SO4)2,溶液中Fe3+过量,生成血红色的Fe(SCN)3,且半分钟不褪色;
故答案为:KSCN溶液;
(7)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为$\frac{cVM}{1000W}$或$\frac{cVM}{10W}$%.
故答案为:$\frac{cVM}{1000W}$或$\frac{cVM}{10W}$%;
(8)A.终点时度数,俯视滴定管中液面,体积读数偏小,TiO2的质量偏低,故A错误;
B.滴定用的锥形瓶在滴定前有少量蒸馏水,待测液的物质的量不变,无影响,故B错误;
C.配制Fe3+标准溶液时,烧杯中的溶液不慎溅出了一些,导致配制的溶液中溶质的物质的量偏小,消耗Fe3+溶液偏低,TiO2的质量偏高,故C正确;
故答案为:C.

点评 本题考查了钛白制备,掌握物质性质和反应条件是解题关键,考查学生对所学知识的综合应用能力,注意物质分离的流程分析判断,物质性质的应用,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

14.分子式为C3H6O2的有机物有多种同分异构体,现有其中的四种X、Y、Z、W,它们的分子中均含甲基,将它们分别进行下列实验以鉴别,其实验记录如下:
 NaOH溶液  银氨溶液 新制Cu(OH)2 金属钠
 X 中和反应 无现象 溶解 产生氢气
 Y 无现象 有银镜 加热后有砖红色沉淀 产生氢气
 Z 水解反应 有银镜 加热后有砖红色沉淀 无现象
 W 水解反应 无现象 无现象 无现象
请写出四种物质的结构简式:XCH3CH2COOH,YCH3CHOHCHO,ZHCOOCH2CH3,WCH3COOCH3.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.用右图所示装置除去含CN-、CI-废水中的CN-时,控制溶液pH为9-10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是(  )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑
D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.实验室探究金属Mg在NOx中的燃烧产物.回答下列问题:
(1)推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2,则反应的化学方程式为2xMg+2NOx$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2xMgO+N2、3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2.
(2)设计下列装置完成反应且验证产物中有N2(夹持装置已略去,部分装置可重复使用).

①选择图中的装置,按气流方向将其连接,用接口字母表示的顺序为abcdebcghf.安装仪器后,首先检查装置的气密性,然后进行的操作是打开分液漏斗,待红棕色气体充满整个装置后 .
②装置A中仪器名称为分液漏斗、平底烧瓶,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O.
③验证产物中有N2生成的现象为装置D中气体体积增大,水从广口瓶流入烧杯中.
(3)检验Mg与NOx反应产物中是否存在Mg3N2的操作、现象和结论为取装置C中少量固体产物加入水中,若产生具有刺激性气体(或能使湿润分红色石蕊试纸变蓝)的气体,则证明产物中存在Mg3N2,否则不存在
 (4)Mg与NOx反应的产物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3,推测其可能的原因.
甲同学认为NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2O?NH3•H2O+H+,因MgO+2H+═Mg2++H2O导致c(H+)减小,水解平衡右移导致NH3•H2O浓度增大,分解生成NH3.
乙同学认为发生MgO+2NH4+═Mg2++H2O+2NH3↑而溶解.
请设计实验探究乙同学的推测是否合理向MgO固体中加入过量的CH3COONH4溶液,若固体溶解且放出NH3,则证明乙同学推测合理,否则乙通常推测不合理.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol/L CH3COOH溶液
②0.01mol/L HCl溶液
③pH=12的氨水
④pH=12的NaOH溶液
⑤0.01mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液
⑥0.01mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液
(1)其中水的电离程度最大的是⑥(填序号,下同),水的电离程度相同的是②③④;
(2)将六份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:①>②,③>④,⑤>⑥(填“>”“<”或“=”);
(3)将①④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合溶液可能呈ABC(填选项字母).
A.酸性             B.碱性            C.中性.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列叙述中,正确的是(  )
A.所有主族中都有非金属元素
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列关于物质结构和性质的叙述,正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.对中国古代著作涉及化学的叙述,下列说法错误的是(  )
A.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”里的“石灰”指的是Ca(OH)2
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D.《汉书》中“高奴县有洧水可燃”,这里的“洧水”指的是石油

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列叙述正确的是(  )
A.金属氧化物不一定是碱性氧化物
B.HC1、H2S、NH3都是电解质
C.强酸强碱都是离子化合物
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