19.工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成份為FeTiO3,含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$ H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
簡要工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)FeTiO3中鐵的化合價為+2.
(2)試劑A為鐵粉.
(3)鈦液Ⅰ需冷卻至70℃左右,若溫度過高會導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2產(chǎn)率降低,原因是由于TiOSO4容易水解,若溫度過高,則會有較多的TiOSO4水解為固體H2TiO3,而經(jīng)過濾進入FeSO4•7H2O中,導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低.
(4)取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是Fe2+.這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是Fe2O3(填化學(xué)式).

分析 (1)由酸溶、水解方程式可知均為未發(fā)生氧化還原反應(yīng),酸溶中生成FeSO4,可知FeTiO3中鐵的化合價;
(2)(3)加入硫酸后FeTiO3、Fe2O3溶解,SiO2不反應(yīng),過濾除去SiO2,由于亞鐵離子易被氧化,鈦液I加入試劑A,將溶液中Fe3+還原為Fe2+,超過90℃TiOSO4(aq)水解得到H2TiO3(s),冷卻至70℃左右結(jié)晶出硫酸亞鐵晶體,過濾分離出硫酸亞鐵晶體,鈦液Ⅱ水解析出H2TiO3(s),洗滌、干燥、灼燒得到TiO2;
(4)取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是亞鐵離子,直接水洗時Fe2+會水解得到氫氧化亞鐵,氧化得到氫氧化鐵,灼燒氫氧化鐵分解得到氧化鐵.

解答 解:加入硫酸后FeTiO3、Fe2O3溶解,SiO2不反應(yīng),過濾除去SiO2,由于亞鐵離子易被氧化,鈦液I加入試劑A,將溶液中Fe3+還原為Fe2+,超過90℃TiOSO4(aq)水解得到H2TiO3(s),冷卻至70℃左右結(jié)晶出硫酸亞鐵晶體,過濾分離出硫酸亞鐵晶體,鈦液Ⅱ水解析出H2TiO3(s),洗滌、干燥、灼燒得到TiO2;
(1)由酸溶、水解方程式可知均為未發(fā)生氧化還原反應(yīng),酸溶中生成FeSO4,可知FeTiO3中鐵的化合價為+2價,
故答案為:+2;
(2)因為礦石經(jīng)硫酸溶解后得到的Fe2(SO43,而后面過濾得到的是FeSO4•7H2O,所以試劑A是鐵粉,
故答案為:鐵粉;
(3)由于TiOSO4容易水解,若溫度過高,則會有較多TiOSO4水解為固體H2TiO3,經(jīng)過濾進入FeSO4•7H2O中,導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2產(chǎn)率降低,
故答案為:由于TiOSO4容易水解,若溫度過高,則會有較多的TiOSO4水解為固體H2TiO3,而經(jīng)過濾進入FeSO4•7H2O中,導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低;
(4)取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是Fe2+離子,直接水洗時Fe2+會水解得到氫氧化亞鐵,氧化得到氫氧化鐵,灼燒氫氧化鐵分解得到氧化鐵,煅燒后獲得的TiO2發(fā)黃的雜質(zhì)是Fe2O3,
故答案為:Fe2+;Fe2O3

點評 本題屬于化學(xué)工藝流程題目,涉及對操作與試劑的分析評價、對原理的分析評價、物質(zhì)的分離提純等,需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識,培養(yǎng)了學(xué)生實驗?zāi)芰、知識遷移應(yīng)用能力,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.我省地處東南沿海,海域面積大,海洋資源十分豐富,從海水中可提取多種化工原料.圖是某工廠利用海水提取鎂的工業(yè)流程:

請回答下列各題:
(1)操作a的名稱是過濾;
(2)固體A是Mg,氣體B是Cl2;
(3)海水中的鎂元素為化合態(tài)(填“游離態(tài)“或”化合態(tài)“);
(4)寫出Mg(OH)2與鹽酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O.
(5)寫出Mg在CO2中燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式:2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.減少污染、保護環(huán)境是全世界最熱門的課題.
Ⅰ.CO在催化劑作用下可以與H2反應(yīng)生成甲醇:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1
(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵H-HC-OH-OC-H
E/(kJ•mol-1436343876465413
由此計算△H1=-299kJ•mol-1
(2)圖1中能正確反映反應(yīng)①平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線為Ⅰ (填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)數(shù)值及平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨溫度升高變。

(3)在密閉容器中充有10mol CO與20mol H2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖2.
①P1小于P2(填“大于”或“小于”),其判斷理由是相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于平衡正移,提升CO的轉(zhuǎn)化率,故P1<P2
②M、N、Q三點平均速率ν(M)、ν(N)、ν(Q)大小關(guān)系為ν(M)<ν(N)<ν(Q)
③M、N、Q三點平衡常數(shù)KM、KN、KQ大小關(guān)系為KM=KN>KQ
Ⅱ.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)?2CO(g).平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖3所示.已知:氣體分壓(P)=氣體總壓(P)×體積分數(shù).

(1)完成下列填空:
①650℃時,反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%.
②T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡不移動(填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”)
③925℃時,P=$\frac{1}{96}$MPa,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)KP=0.24 MPa.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的判斷正確的是( 。
A.1mol Cl2與足量的NaOH溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B.0.1molZn與含0.1molHCl的鹽酸充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA
C.1molNa與足量O2反應(yīng),生成Na2O和Na2O2的混合物,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
D.向FeI2溶液中通入適量Cl2,當(dāng)有1molFe2+被氧化時,共轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.氯苯是重要的有機化工產(chǎn)品,是染料、醫(yī)藥、有機合成的中間體,工業(yè)上常用“間歇法”制。磻(yīng)原理、實驗裝置圖(加熱裝置都已略去)如下:

已知:氯苯為無色液體,沸點132.2℃.
回答下列問題:
(1)A反應(yīng)器是利用實驗室法制取氯氣,中空玻璃管B的作用是平衡氣壓.冷凝管中冷水應(yīng)從a(填“a”或“b”) 處通入.
(2)把干燥的氯氣通入裝有干燥苯的反應(yīng)器C中(內(nèi)有相當(dāng)于苯量1%的鐵屑作催化劑),加熱維持反應(yīng)溫度在40~60℃為宜,溫度過高會生成二氯苯.
①對C加熱的方法是c(填序號)
a.酒精燈加熱     b.油浴加熱      c.水浴加熱
②D出口的氣體成分有HCl、苯蒸汽和氯氣.
(3)C反應(yīng)器反應(yīng)完成后,工業(yè)上要進行水洗、堿洗及食鹽干燥,才能蒸餾.堿洗之前要水洗的目的是洗去部分無機物,同時減少堿的用量,節(jié)約成本.寫出用10%氫氧化鈉堿洗時可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H2O(寫兩個即可)
(4)上述裝置圖中A、C反應(yīng)器之間,需要增添一個U形管,其內(nèi)置物質(zhì)是五氧化二磷或氯化鈣.
(5)工業(yè)生產(chǎn)中苯的流失情況如下:
項目二氯苯尾氣不確定苯耗流失總量
苯流失量(kg/t)1324.951.389.2
則lt苯可制得成品為$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$tt(只要求列式)

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4.下列表示對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是( 。
A.氯氣溶于水:Cl2+H2O═2H++Cl-+ClO-
B.向Na2SiO3溶液中通入少量CO2:SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32-
C.鋁粉投入NaOH溶液中:2Al+2OH-═2AlO2-+H2
D.AlCl3溶液中加入足量氨水:Al3++3OH-═Al(OH)3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.硫鐵礦又稱黃鐵礦,是生產(chǎn)硫酸的原料,其主要成分為FeS2.850℃~900℃時,硫鐵礦在氧氣中煅燒,可能發(fā)生下列反應(yīng)(假設(shè)空氣中的N2和O2體積比為4:1)
①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2         ②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
(1)含硫35%的硫鐵礦樣品(雜質(zhì)不含硫),其FeS2的含量為65.6%.
(2)某硫酸廠每天用含F(xiàn)eS260%的硫鐵礦500t生產(chǎn)硫酸,如果在沸騰爐內(nèi)損失5%的硫,SO2的轉(zhuǎn)化率為90%.每天能生產(chǎn)98%的硫酸427.5t噸
(3)硫鐵礦煅燒過程中空氣用量不同時,發(fā)生反應(yīng)和生成爐氣中SO2含量也不同,含F(xiàn)eS2 72%的硫鐵礦在空氣中煅燒并按反應(yīng)①完全反應(yīng),列式計算爐氣中的SO2的體積分數(shù)最大為多少?
(4)為確保SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率,某硫酸廠使用富氧空氣(空氣中加純氧)煅燒硫鐵礦,爐氣中SO2和O2的體積分數(shù)分別達到11%和9%,F(xiàn)eS2完全轉(zhuǎn)化為Fe2O3,列式計算富氧空氣中的氧氣體積分數(shù)為多少?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.常溫下,下列物質(zhì)既能使溴水褪色,又能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,并且化學(xué)反應(yīng)原理相同的是( 。
A.乙烯B.二氧化硫C.氫氣D.乙烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.生活中的下列措施是為了改變化學(xué)反應(yīng)速率的是(  )
A.將濕衣服放在太陽下曬干B.向較多粉塵的地面灑水后再清潔
C.鐵制欄桿噴涂油漆D.將食鹽密封好,防止吸潮結(jié)塊

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同步練習(xí)冊答案