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钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe2O3的钛铁矿(FeTiO3),其生产过程如下:

已知:TiOSO4可溶于水且易水解,H2TiO3难溶于水。试回答下列问题:
(1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、     (填操作名称);步骤④在实验室中常将试剂置于    (填仪器名称)中加强热。
(2)步骤③中加入热水的作用是                   
(3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫,写出该反应的化学方程式:                        
(4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂,二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物(常用FeO·FeyCrxO3表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物,试求在酸性的含铬废水中,加入FeSO4·7H2O的质量应为废水中六价铬(相当于CrO3)质量的             倍。

(共13分) 
(1)过滤     (2分) 坩埚 (2分)
(2)加热、稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3(2分)
(3)4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O (3分)
(4) 13.9 (4分)

解析试题分析:工艺流程题解题的关键是搞清加入什么物质,发生什么反应,如何分离,要将工艺的流程转化为物质的流程。首先在钛铁矿和Fe2O3中加入H2SO4溶解,再加入Fe进行还原,将Fe3+转化为Fe2+,然后通过冷却、结晶、过滤得到FeSO4·7H2O固体以及滤液,在滤液中加入热水,促使TiO2+发生水解生成H2TiO3,最后转化为Ti。
(4)FeO·FeyCrxO3中,Cr为+3价,Fe为+3价,故x+y=2,根据电子得失守恒有Fe:Cr=3:1,可以设x=0.5,y=1.5;可以得出量的关系为2.5FeSO4·7H2O~0.5CrO3,故质量比为(2.5×278):0.5×100=13.9。
考点:本题以工艺流程为基础,考查了元素及化合物、化学实验基本操作、氧化还原反应及化学计算等相关知识。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:

请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为______(填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为    (填代号)。
a.KMnO4     b.(NH4) 2S          c.H2O2        d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、         、过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是     
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)          (填化学式),若实验过程中有氨气逸出,应选用下列     装置回收(填代号)。

(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应                          ,直到                                            ,用KMnO4标准溶液滴定时应选用    滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

海洋约占地球表面积的71%,海水中化学资源的利用具有非常广阔的前景。
(1)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:

① 试剂①宜选用石灰乳且必须过量,过量的目的是               .
② 镁蒸气宜在   (填序号)气体冷却后得到镁锭

A.N2 B.CO2 C.Ar D.空气)
(2)工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:

某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去):

③A装置中通入a气体时,反应的离子方程式表示为:                         .
④A装置中通入a气体一段时间后,
停止通入,改通热空气。通入热空气的目的是:                                 .
⑤反应过程中,B装置中产生的两种主要阴离子为                            .
⑥C装置的作用是                                           

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

废易拉罐的成分比较复杂,据查,铝易拉罐各部分成分及含量(质量百分含量)见表:

 
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Al
罐身/%
0.3
0.7
0.25
0.25
1.0~1.5
 
 
 
其余
罐盖/%
0.2
0.35
0.15
0.2~0.5
4.0~5.0
 
0.1
0.25
其余
拉环/%
0.2
0.35
0.15
0.2~0.5
3.0~4.0
0.1
0.25
0.1
其余
 
为了验证罐身的组成成分,进行了如下实验:
【实验仪器与药品】
仪器:酒精灯、烧杯、试管、试管夹、漏斗、滤纸、铁圈、玻璃棒、砂纸、剪刀
药品:易拉罐、去污粉、NaOH溶液、KSCN溶液、盐酸、镁试剂、高碘酸(H3IO6,弱酸)
【实验方案】
实验预处理:将剪好的易拉罐片用砂纸打磨,除去表面的涂料层,直到光亮后用去污粉清洗干净备用。
【实验过程】分别向试管a、b中加入少量上述易拉罐片,进行如下操作:

请填写下列空白:
(1)图中操作①②所用到的玻璃仪器有                             
(2)沉淀A的成分为              
(3)操作③观察到的现象为              ;反应的离子方程式为                 
                                      
(4)若试管a、b中取样相同,则分别加入足量的NaOH溶液、稀盐酸后,相同条件下理论上产生的气体体积V(a)       V(b)(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

实验室可以用MgCl2?6H2O为原料制备碳酸镁晶须,主要流程如下

试回答:
(1)操作1的名称是_______。
(2)上述反应过程要控制好温度,因为MgCO3置于水中长时间加热煮沸可完全生成Mg(OH)2,其原因是_____________________。
(3)另査阅文献,在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,写出该反应的化学方程式______________。
(4)某课题组为了确定MgCO3在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分,进行如下研究。(注:Mg(OH)2, Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O在煮沸时均不会分解)
①定性研究:请你完成下表中内容。

实验步骤
预期的实验现象和结论
取一定质量的固体样品             
                               
                               
                                       
                                        ,则固体产物为Mg(OH)2
 
②另取一定质量的固体,灼烧至恒重,能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分?_______ (填“能”或“否”),理由是______________

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。按右表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量P2O5,并注入95%的乙醇,并加热,观察现象。

实验
P2O5 /g
95%乙醇量/ mL
加热方式
实验1
2
4
酒精灯
实验2
2
4
水浴70℃
 

实验结果如下:
实验
实验现象
三颈瓶
收集瓶
试管
实验1
酒精加入时,立刻放出大量的白雾,开始有气泡产生,当用酒精灯加热时,气泡加快生成并沸腾,生成粘稠状液体。
有无色液体
溶液褪色
实验2
酒精加入时,有少量白雾生成,当用水浴加热时,不产生气泡,反应一个小时,反应瓶内生成粘稠状液体
有无色液体
溶液不褪色
 
根据上述资料,完成下列填空。
(1)写出乙醇制乙烯的化学方程式                                      
(2)上图装置中泠凝管的作用是___________,进水口为(填“a”或“b”)______,浓硫酸的作
用是             
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是___________。
(4)实验2中,水浴加热所需仪器有                (加热、夹持仪器、石棉网除外)。
(5)三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯,写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式
_____________________,P2O5在实验1中的作用是______________________ 。
(6)根据实验1、2可以推断:
①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是____________
②P2O5与95%乙醇在加热条件下可以发生的有机反应的类型是________反应。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

工业上冶炼冰铜(mCu2O·nFeS)可得到粗铜,再以粗铜为原料制备硫酸铜晶体。

完成下列填空:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的       (填序号)吸收。
a. 浓H2SO4        b. 浓HNO3      c. NaOH溶液      d. 氨水
(2)用稀H2SO4 浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加    (填物质名称)溶液后呈红色,说明溶液中存在Fe3+,检验溶液中还存在Fe2+的方法是   (注明试剂、现象)。

 

 
实验室可用图的装置完成泡铜冶炼粗铜的反应。


(3)泡铜冶炼粗铜的化学方程式是                            
(4)装置中镁带的作用是    。泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a,
a是  (填名称)。沙子能否换成水?  (填“能”或“不能”)。
(5)用滴定法测定CuSO4·5H2O的含量。取a g试样配成100 mL溶液,取20.00mL用c mol /L 滴定剂(H2Y2–,滴定剂不与杂质反应)滴定至终点,消耗滴定剂bmL,滴定反应:Cu2+ + H2Y2–=CuY2–+ 2H+。则CuSO4·5H2O质量分数的表达式是       
(6)下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a.滴定临近终点时,用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中
b.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00mL进行滴定
c.滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH3CH-CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH;CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白:
(1)写出实验室制备氢气的化学方程式:                           。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中b的作用分别是             ; C中盛装的试剂是            。若用以上装置制备H2,在虚线框内画出收集H2干燥的装置图。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2, CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号)       
①足量饱和Na2SO3溶液     ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水    ④无水CuSO4   ⑤品红溶液
(4)下图所示装置工作时均与H2有关。

①图1所示装置中阳极的电极反应式为                            
②图2所示装置中,通入H2的管口是                   (选填字母代号)。
③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色。该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论        (填“严密”或“不严密”),你的理由是                      (用离子方程式表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

煅烧硫酸镁的过程中存在以下反应:

利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

a
 

  
b     c        d
 
  
B中盛放的溶液和D中收集的气体判

断正确的一组是

A .NaOH溶液   CO                    B.Na2CO3溶液   SO2
C. 稀硝酸      S                      D.KMnO4溶液    CO

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