分析 用濃硫酸處理鈦鐵礦,并向所得溶液中加入大量水稀釋后加入過量鐵粉還原鐵離子,過濾得到濾液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到TiO2+濾液,和副產(chǎn)品FeSO4,濾液中加入水加熱過濾得到H2TiO3,H2TiO3加熱灼燒得到TiO2,加入氯氣、過量碳高溫加熱反應(yīng)生成TiCl4和一氧化碳,四氯化鈦和金屬鎂高溫加熱反應(yīng)得到氯化鎂和鈦金屬,
(1)操作1為過濾,操作2的實驗步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,加入過量鐵屑后溶液中含有Fe2+離子,依據(jù)原子守恒可知產(chǎn)物為硫酸亞鐵,則過濾后可得FeSO4•7H2O(或FeSO4),濾渣為過量的鐵屑和不溶物脈石;
(2)依據(jù)溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,平衡影響因素和平衡移動原理分析判斷;
(3)根據(jù)金屬鋁的氧化物的性質(zhì)結(jié)合信息來回答,金屬鈉的活潑性強(qiáng),可以用于金屬的冶煉;
(4)根據(jù)電解原理:陰極上是發(fā)生得電子的還原反應(yīng);
(5)準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用酸式滴定管;根據(jù)元素守恒計算待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量.
解答 解:用濃硫酸處理鈦鐵礦,并向所得溶液中加入大量水稀釋后加入過量鐵粉還原鐵離子,過濾得到濾液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到TiO2+濾液,和副產(chǎn)品FeSO4,濾液中加入水加熱過濾得到H2TiO3,H2TiO3加熱灼燒得到TiO2,加入氯氣、過量碳高溫加熱反應(yīng)生成TiCl4和一氧化碳,四氯化鈦和金屬鎂高溫加熱反應(yīng)得到氯化鎂和鈦金屬.
(1)操作1為過濾用到的玻璃儀器除燒杯外還有漏斗、玻璃棒,操作2的實驗步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,加入過量鐵屑后溶液中含有Fe2+離子,則過濾后可得FeSO4•7H2O(或FeSO4),副產(chǎn)品主要成分的化學(xué)式為FeSO4,故答案為:漏斗、玻璃棒;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;FeSO4;
(2)加熱的目的是促進(jìn)TiO2+水解生成H2TiO3,分離出固體加熱得到TiO2;溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,當(dāng)加熱升溫后,
平衡正向移動,生成H2TiO3;
故答案為:溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,當(dāng)加熱升溫后,平衡正向移動,生成H2TiO3;
(3)鈦的還原性介于鋁與鋅之間,氧化鋁是一層致密的氧化膜,估計鈦能耐腐蝕的原因鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密);活潑金屬鈉可以將金屬鈦置換出來:TiCl4+4Na$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+4NaCl,Zn、和Fe都是不可以的,活潑性差,
故答案為:鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密);TiCl4+4Na$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+4NaCl;
(4)因TiO2作陰極,得到電子,被還原,TiO2 +4e-=Ti+2O2-,得到單質(zhì)Ti,
故答案為:TiO2 +4e-=Ti+2O2-;
(5)準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用滴定管,氯化鐵有較強(qiáng)的氧化性,應(yīng)用酸式滴定管;
設(shè)濾液Ti3+的物質(zhì)的量為x,
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無色)+Fe2++2H+
1 1
x 0.1000mol•L-1×0.03L
解得x=0.1000mol•L-1×0.03L=0.003mol
則待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量=0.003mol×5=0.015mol
根據(jù)c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.015mol}{0.01L}$=1.50 mol•L-1,
故答案為:酸式滴定管;1.50 mol•L-1.
點評 本題以框圖推斷的形式結(jié)合化學(xué)實驗和元素化合物的相關(guān)知識考查學(xué)生的閱讀、分析、提取信息解決問題的能力,主要是化學(xué)工藝流程,題目難度較大,做題時注意從物質(zhì)的性質(zhì)角度結(jié)合題中信息解答.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 圖1表示相同溫度下pH=1的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋時pH的變化曲線,其中曲線Ⅱ為鹽酸,且b點溶液的導(dǎo)電性比a點強(qiáng) | |
B. | 圖2中純水僅升高溫度,就可以從a點變到c點 | |
C. | 圖1中,b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度 | |
D. | 圖2中在b點對應(yīng)溫度下,將pH=2的H2SO4與pH=10的NaOH溶液等體積混合后,溶液顯中性 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | HCl[H2O] | B. | NaOH[Na2O] | C. | KI[HI] | D. | CuSO4[Cu(OH)2] |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 生石灰與水的反應(yīng) | B. | 氯化銨與氫氧化鋇的反應(yīng) | ||
C. | 鋅片與稀硫酸的反應(yīng) | D. | 金屬鈉與冷水的反應(yīng) |
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