【題目】鈦鐵礦是鐵和鈦的氧化物礦物,成分可表示為FeTiO3(Ti+4價(jià))。鈦白粉(TiO2)涂料、塑料、油墨、造紙行業(yè)具有廣泛的用途,制備流程如圖:

(1)鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)時(shí)可表示為FeTiO3+H2SO4→TiOSO4+X+H2O,其中X的化學(xué)式為 ______,該反應(yīng)為______ (氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)”)。

(2)某鈦鐵礦中FeTiO3的含量為76%,該鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)時(shí)Ti轉(zhuǎn)化率為92%,操作I到操作IV的過程中Ti的轉(zhuǎn)化率為96%,則1t該鈦鐵礦可生產(chǎn)鈦白粉 ______ t(所有計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),能否計(jì)算綠礬的產(chǎn)量______(若能則計(jì)算數(shù)值,否則說明理由)。

(3)操作I的名稱是 ______,操作II包括攪拌、結(jié)晶、______,操作II中加入鐵粉的目的是______(用離子方程式表示)。

(4)寫出操作IIITiOSO4水解的化學(xué)方程式: ______

(5)該生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣SO2、SO3的處理方法是 ______

【答案】FeSO4 非氧化還原反應(yīng) 0.35 在制備鈦白粉的過程中沒有給出鈦鐵礦與硫酸的反應(yīng),在操作Ⅰ和操作Ⅱ中Fe的轉(zhuǎn)化率也是未知的,故不能計(jì)算綠礬的產(chǎn)量 過濾 過濾 Fe+2Fe3+=3Fe2+ TiOSO4+2H2O=TiO(OH)2↓+H2SO4 用堿液吸收

【解析】

(1)根據(jù)原子守恒可確定X的化學(xué)式,根據(jù)反應(yīng)前后元素的化合價(jià)是否發(fā)生改變判斷反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng);

(2)根據(jù)元素守恒得:FeTiO3TiO2,利用FeTiO3在反應(yīng)過程中的利用率來計(jì)算二氧化鈦的質(zhì)量;在制備鈦白粉的過程中沒有給出鈦鐵礦與硫酸的反應(yīng),在操作Ⅰ和操作Ⅱ中Fe的轉(zhuǎn)化率也未知,因此不能計(jì)算綠礬的產(chǎn)量;

(3)從溶液中得到了沒有與酸反應(yīng)的顆粒狀物質(zhì)故所需的操作為過濾;從溶液中得到晶體的操作為結(jié)晶后過濾;鐵粉與可能生成的+3價(jià)的鐵離子反應(yīng)生成+2價(jià)的亞鐵離子;

(4)根據(jù)水解原理:TiOSO4水解時(shí)SO42-結(jié)合水電離的H+,TiO2+結(jié)合水電離的OH-來書寫方程式;

(5)SO2SO3是酸性氧化物,可以和堿液之間反應(yīng),據(jù)此解答。

鈦鐵礦與硫酸反應(yīng):FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+H2O,然后過濾出未被酸溶解的物質(zhì),向所得到的濾液中加入鐵粉可以得到了綠礬,將濾液控制在一定的條件,使TiOSO4發(fā)生水解:TiOSO4+2H2O=TiO(OH)2↓+H2SO4,將過濾出的沉淀進(jìn)行煅燒,可以得到鈦白粉TiO2。

(1)根據(jù)原子守恒可知X的化學(xué)式為FeSO4,在FeTiO3Ti+4價(jià),O-2價(jià),Fe+2價(jià),反應(yīng)前后所有元素的化合價(jià)都沒有發(fā)生改變,因此反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng);

(2)假設(shè)得到TiO2的質(zhì)量是m,則根據(jù)元素守恒得關(guān)系式:FeTiO3TiO2。則二者轉(zhuǎn)化的質(zhì)量關(guān)系為152~~80,某鈦鐵礦中FeTiO3的含量為76%,該鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)時(shí)Ti轉(zhuǎn)化率為92%,操作I到操作IV的過程中Ti的轉(zhuǎn)化率為96%,則1t該鈦鐵礦中含有FeTiO3的質(zhì)量為1t×76%×92%×96%,假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生的TiO2質(zhì)量為m,則=,解得m=0.35t;由于在制備鈦白粉的過程中沒有給出鈦鐵礦與硫酸的反應(yīng),在操作Ⅰ和操作Ⅱ中Fe的轉(zhuǎn)化率也未知,因此不能計(jì)算反應(yīng)產(chǎn)生的綠礬的產(chǎn)量;

(3)在操作I從溶液中得到了沒有與酸反應(yīng)的顆粒狀物質(zhì),則所需繼續(xù)的操作為過濾;在操作II加入鐵粉后得到了綠礬,應(yīng)是從溶液中得到晶體的操作為結(jié)晶后再過濾;在操作II加入鐵粉的目的是為了防止在制備過程中鈦鐵礦+2價(jià)的鐵生成+3價(jià)的鐵使制備的綠礬中含有雜質(zhì),故應(yīng)加入鐵粉與生成的+3價(jià)的鐵反應(yīng)生成+2價(jià)的鐵,反應(yīng)的離子方程式為:Fe+2Fe3+=3Fe2+;

(4)TiOSO4水解時(shí)SO42-結(jié)合水電離的H+,TiO2+結(jié)合水電離的OH-,故反應(yīng)方程式為:TiOSO4+2H2O=TiO(OH)2↓+H2SO4

(5)SO2、SO3都是酸性氧化物,能夠與堿反應(yīng)產(chǎn)生可溶性鹽,所以應(yīng)用堿液進(jìn)行吸收。

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:

【題目】一定條件下,有機(jī)化合物 Y 可發(fā)生重排反應(yīng):

下列說法不正確的是(

A.XY、Z互為同分異構(gòu)體

B.1 mol X最多能與3 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)

C.可以用FeCl3溶液區(qū)分YZ

D.通過調(diào)控溫度可以得到不同的目標(biāo)產(chǎn)物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入或改變是極為重要的,下列說法正確的是(  )

A.甲苯在光照下與Cl2反應(yīng),主反應(yīng)為苯環(huán)上引入氯原子

B.引入羥基的方法常有鹵代烴和酯的水解、烯烴的加成、醛類的還原

C.CH2=CH—CH2OH與酸性KMnO4溶液反應(yīng)即可得到CH2=CH—COOH

D.HC≡CH(CN)2、CH3COOH三種單體在一定條件下發(fā)生加成、酯化反應(yīng)即可得到

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,密度為。

(1)此鹽酸的物質(zhì)的量濃度為____________。

(2)需要的鹽酸,配制時(shí)需以上濃鹽酸的體積為_____

(3)上述實(shí)驗(yàn)中所用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒以及____________(兩種儀器)

(4)用濃鹽酸配制稀鹽酸,操作步驟的正確順序是__________(填字母代號)。

a.計(jì)算需要濃鹽酸的體積

b.用量筒量取濃鹽酸

c.將燒杯中的溶液注入所需容積的容量瓶中,并用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒23次,洗滌液也注入容量瓶

d.把量好體積的濃鹽酸倒入燒杯中,加適量蒸餾水稀釋,冷卻

e.蓋好瓶塞,反復(fù)上下顛倒,搖勻

f.繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至刻度線下12cm處,改用某儀器小心滴加蒸餾水至凹液面與刻度線相平

(5)下列操作使溶液物質(zhì)的量濃度偏高的是:____________。

A.量取濃鹽酸時(shí)仰視刻度線

B.容量瓶洗凈后未經(jīng)干燥處理

C.未冷卻至室溫就轉(zhuǎn)移定容

D.沒有將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中

E.定容時(shí)俯視刻度線

F.搖勻后立即觀察,發(fā)現(xiàn)溶液未達(dá)到刻度線,再加幾滴蒸餾水至刻度線

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下的某恒容密閉容器中,建立下列化學(xué)平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。在一定條件下不能表示該可逆反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是( )

A.體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

B.v(CO)=v(H2O)

C.體系的氣體的密度不再變化

D.1 mol HH 鍵斷裂的同時(shí)形成 2 mol HO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料,裝置如圖所示:

①若ACO,BH2,CCH3OH,則通入CO的一極為___極,該極的電極反應(yīng)式為___。

②若ASO2,BO2,CH2SO4,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。

③若ANH3,BO2,CHNO3,則正極的電極反應(yīng)式為___

④若用上述①作電池電解200mL含有0.1mol·L1NaCl0.1mol·L1CuSO4的混合溶液(電極均為惰性電極),當(dāng)消耗標(biāo)況下0.448LH2時(shí),陽極產(chǎn)生的氣體為___(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量為___,溶液的pH___(忽略銅離子水解,假設(shè)電解前后溶液體積不變)。

2)根據(jù)2CrO42-2HCr2O72-H2O設(shè)計(jì)圖示裝置(均為惰性電極)

電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,圖中右側(cè)電極連接電源的___極,其電極反應(yīng)式為___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸鈣是一種用途非常廣泛的產(chǎn)品,可用于生產(chǎn)硫酸、漂白粉等一系列物質(zhì)(見下圖)。下列說法正確的是

A.COSO2、SO3均是酸性氧化物

B.工業(yè)上利用Cl2和澄清石灰水反應(yīng)來制取漂白粉

C.除去與水反應(yīng),圖示轉(zhuǎn)化反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

D.CO合成CH3OH進(jìn)而合成HCHO的兩步反應(yīng),原子利用率均為100%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將兩份過量的鋅粉 a、b 分別加入定量的稀硫酸,同時(shí)向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液,產(chǎn)生H2 的體積 V(L)與時(shí)間 t(min)的關(guān)系正確的是( )。

A.

B.

C.

D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】請運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證 Cu2+Fe3+氧化性的強(qiáng)弱。請寫出電極反應(yīng)式。

1)負(fù)極 __________________________

2)正極 __________________________________

3)并在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖,要求用燒杯和鹽橋,并標(biāo)出外電路中電子流向。________________________________

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