【題目】鈦白粉(TiO2)是重要的白色顏料,LiFePO4是鋰離子電池的正極材料。一種利用鈦鐵礦( 主要成分為FeTiO3 和少量Fe2O3 )進(jìn)行鈦白粉和LiFePO4 的聯(lián)合生產(chǎn)工藝如下圖所示:
回答下列問(wèn)題:
(1) LiFePO4中Fe的化合價(jià)是_______________________。
(2)鈦鐵礦“酸溶”前需要進(jìn)行粉碎,粉碎的目的是__________________________________。
(3)用離子方程式表示操作I加入鐵粉的目的:__________________________。操作II為一系列操作,名稱是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,其中用到的陶瓷儀器的名稱是___________。
(4)TiO2+易水解,則其水解的離子方程式為______________________;“轉(zhuǎn)化”利用的是TiO2+的水解過(guò)程,需要對(duì)溶液加熱,加熱的目的是________________________________。
(5)“沉鐵”的的是使Fe3+生成FePO4,當(dāng)溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L時(shí)可認(rèn)為Fe3+ 沉淀完全,則溶液中Fe3+沉淀完全時(shí)的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:該溫度下,Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。
(6)由“沉鐵”到制備LiFePO4的過(guò)程中,所需17% H2O2溶液與草酸( H2C2O4)的質(zhì)量比是_____。
【答案】 +2 增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率 2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+ 蒸發(fā)皿 TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+ 促進(jìn)水解( 或加快水解反應(yīng)速率) 1.0×10-5 20:9
【解析】鈦鐵礦[主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO)3,含有少量Fe2O3]加硫酸溶解生成TiO2+和Fe3+、Fe2+,加入鐵還原鐵離子:2Fe3++Fe=3Fe2+,得到硫酸亞鐵和TiOSO4,對(duì)溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得到綠礬晶體和TiOSO4溶液,將TiOSO4溶液加熱,促進(jìn)TiO2+的水解生成TiO(OH)2,TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+,分解得到鈦白粉(TiO2);將綠礬與過(guò)氧化氫、H3PO4混合沉鐵:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,將得到的FePO4與草酸、Li2CO3焙燒生成鋰離子電池的正極材料LiFePO4。
(1)LiFePO4中Li的化合價(jià)為+1價(jià),P為+5價(jià)O為-2價(jià),根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,F(xiàn)e的化合價(jià)是+2,故答案為:+2;
(2)鈦鐵礦“酸溶”前需要進(jìn)行粉碎,粉碎可以增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率,故答案為:增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率;
(3)加入鐵粉主要是還原鐵離子,也會(huì)與過(guò)量的酸反應(yīng):2H++Fe==H2↑+Fe2+、2Fe3++Fe=3Fe2+;操作II為一系列操作,名稱是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,其中用到的陶瓷儀器為蒸發(fā)皿,故答案為:2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+;蒸發(fā)皿;
(4)TiO2+易水解生成TiO(OH)2,其水解的離子方程式為TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+;“轉(zhuǎn)化”利用的是TiO2+的水解過(guò)程,需要對(duì)溶液加熱,加熱可以促進(jìn)水解,故答案為:TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+;促進(jìn)水解;
(5)Ksp(FePO4)= c(Fe3+) c(PO43-),則c(Fe3+)===1.0×10-5 mol/L,故答案為:1.0×10-5;
(6)“沉鐵”的為綠礬與過(guò)氧化氫、H3PO4混合生成FePO4,離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,焙燒時(shí)的反應(yīng)方程式為2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑;H2O2與草酸(H2C2O4)的物質(zhì)的量之比為1:1,則17% H2O2溶液與草酸(H2C2O4)的質(zhì)量比為=,故答案為:。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖所示各物質(zhì)是由1~20號(hào)元素中部分元素組成的單質(zhì)或其化合物,圖中部分反應(yīng)條件未列出。已知C、H是無(wú)色有刺激性氣味的氣體,D是一種黃綠色的氣體單質(zhì),物質(zhì)J可用于泳池消毒。反應(yīng)②和④是化工生產(chǎn)中的重要反應(yīng),反應(yīng)⑤是實(shí)驗(yàn)室制備氣體C的重要方法。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)I中所含化學(xué)鍵類型_______________,
(2)G的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因_______________________
(3)實(shí)驗(yàn)室制備氣體C的化學(xué)方程式___________________________________________
(4)已知含7.4gI的稀溶液與200mL1mol/L的H溶液反應(yīng)放出11.56kJ的熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________________________________________________
(5)物質(zhì)A由三種元素組成,1 mol A與水反應(yīng)可生成1 mol B和2 mol C,A化學(xué)式為_______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是 ( )
A. 已知C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定
B. 已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2;則ΔH2>ΔH1
C. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/mol
D. 放熱過(guò)程(ΔH<0)或熵增加(ΔS> 0)的過(guò)程一定是自發(fā)的
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定氣體摩爾體積的探究實(shí)驗(yàn),利用氯酸鉀分解制O2。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準(zhǔn)確稱量試管和藥品的總質(zhì)量為15.95 g。
②連接好實(shí)驗(yàn)裝置,檢查裝置的氣密性。
③加熱,開(kāi)始反應(yīng),直到不再有氣體產(chǎn)生為止。
④測(cè)量排入量筒中水的體積為285.0 mL,換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279.7 mL.
⑤準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為15.55 g。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,回答下列問(wèn)題:
(1)如何檢查裝置的氣密性?____________________________________________________________________________。
(2)試管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為:_______________________________________。
(3)以下是測(cè)量收集到氣體體積必須包括的幾個(gè)步驟:
①調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同
②使試管和廣口瓶?jī)?nèi)氣體都冷卻至室溫
③讀取量筒內(nèi)液體的體積
這三步操作的正確順序是___________(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)步驟代碼)。
進(jìn)行③的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),若仰視讀數(shù),則讀取氧氣的體積________(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是________mol;實(shí)驗(yàn)測(cè)得氧氣的摩爾體積是________(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為探究氨氣的還原性,某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置( 其中夾持裝置略去),在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)儀器b的名稱是_____________________,試解釋該裝置中產(chǎn)生NH3的原理:____________。
(2)裝置乙中盛有的試劑名稱是__________________。
(3)裝置戊中濃硫酸的作用是_______________________________________________。
(4)+1價(jià)Cu 在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定,可發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+==Cu2++Cu + H2O。某同學(xué)取上述反應(yīng)后玻璃管內(nèi)的物質(zhì)于試管中,加入稀硫酸,振蕩后發(fā)現(xiàn)溶液為藍(lán)色,且試管底部有紅色Cu,他得出結(jié)論:NH3還原CuO生成Cu2O。該同學(xué)的判斷是否正確?________(填“正確”或“不正確”),理由是__________________________________________________________________。
(5)已知裝置丙的玻璃管內(nèi)CuO粉末為mg,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得玻璃管內(nèi)固體粉末為n g,若CuO 完全被還原 為 Cu,則 m:n=______;寫(xiě)出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________。裝置丁中的干燥管增重為_______g(用含m 或n 的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有機(jī)物互為同分異構(gòu)體的是( )
A. 乙烷和乙烯 B. 正丁烷和異丁烷
C. 乙醇和乙酸 D. 葡萄糖和淀粉
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氫硫酸中存在電離平衡:H2SH++HS-和HS-H++S2-。已知酸式鹽NaHS溶液呈堿性,若向10ml濃度為0.1mol/L的氫硫酸中加入以下物質(zhì),下列判斷正確的是
A. 加水,會(huì)使平衡向右移動(dòng),溶液中氫離子濃度增大
B. 加入20ml濃度為0.1mol/L NaOH溶液,則c(Na+)=c(HS-)+c(H2S)+2c(S2-)
C. 通入過(guò)量SO2氣體,平衡向左移動(dòng),溶液pH值始終增大
D. 加入10ml濃度為0.1mol/L NaOH溶液,則c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組離子能在溶液中大量共存的是
A.HCO3―、Na+、OH―、K+B.CO32―、Ba2+、K+、NO3―
C.Ba2+、OH―、Cl―、Na+D.CO32―、Na+、NO3―、H+
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