阶段滚动二 无机物的综合应用
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这是一份阶段滚动二 无机物的综合应用,共13页。试卷主要包含了本试卷共4页,下列实验操作能达到实验目的的是,下列说法不正确的是等内容,欢迎下载使用。
阶段滚动二 无机物的综合应用
考生注意:
1.本试卷共4页。
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.根据题中所给的信息,下列解释或说明正确的是( )
选项
信息
解释或说明
A
氨气易液化,常用作制冷剂
氨气液化及液氨汽化均要吸收大量的热
B
春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
“丝”的主要成分是蛋白质,“泪”的主要成分是水
C
绿色食品标志
“绿色食品”指的是颜色是绿色的食品
D
暖宝宝的主要原料是铁粉、蛭石、活性炭、无机盐及水等
暖宝宝一贴即热,其中发生了原电池反应
答案 D
解析 氨气液化时要放出大量的热,A错误;蜡烛的“泪”是熔化的石蜡,属于有机物,不是水,B错误;“绿色食品”不是指颜色为绿色的食品,而是指产自优良生态环境、按照绿色食品标准生产、实行全程质量控制并获得绿色食品标志使用权的安全、优质的食用农产品及相关产品,C错误;暖宝宝利用铁的吸氧腐蚀放热,D正确。
2.氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,能与稀硫酸反应,广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组模拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究(已知酸性条件下Cu+不稳定)。
下列说法正确的是( )
A.X气体可以是N2,目的是作保护气,抑制CuCl2·2H2O加热过程可能的水解
B.CuCl与稀硫酸反应的离子方程式为2Cu++4H++SO===2Cu2++SO2↑+2H2O
C.途径1中产生的Cl2可以回收循环利用,也可以通入饱和CaCl2溶液中除去
D.途径2中200 ℃下反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO + 2HCl↑
答案 D
解析 氯化铜溶液能够水解,生成的氯化氢容易挥发,因此X气体应该是氯化氢,目的是抑制CuCl2·2H2O在加热过程可能的水解,故A错误;CuCl与稀硫酸发生歧化反应,生成铜单质和铜离子,故B错误;Cl2与饱和CaCl2溶液不能反应,故C错误;温度在200 ℃,根据信息提示应该是生成氧化铜和HCl,所以反应的化学方程式是 Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑,故D正确。
3.下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A.氯气能与碱反应,所以工业上用氯气和石灰水反应制备漂白粉
B.因为氯化铝熔融后不导电,氯化铝溶液可导电,所以工业上电解氯化铝溶液制取铝
C.利用“海水→氯化钠→金属钠→氢氧化钠”的工艺流程生产烧碱
D.利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁
答案 D
解析 A项,工业上用氯气与石灰乳反应制取漂白粉,错误;B项,氯化铝是共价化合物,所以熔融氯化铝不导电,氯化铝溶液能导电,是因为氯化铝在水中电离出离子。电解氯化铝溶液,阴极为氢离子放电生成氢气,铝离子不能放电,阳极为氯离子放电生成氯气,故电解氯化铝溶液不能冶炼铝,错误;D项,海水加入氢氧化钙生成氢氧化镁沉淀,过滤得到的沉淀用盐酸溶解,得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体,失水后电解熔融氯化镁得到金属镁,所以利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程,可以生产金属镁,正确。
4.“食盐添加亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]危害健康”的文章曾在某网站疯传。根据所给数据计算,体重80 kg的人,亚铁氰根按照最大使用量添加,若超出安全剂量每天最少摄入食盐为( )
亚铁氰化钾,亚铁氰化钠 Potassium Ferrocyanide,sodium ferrocyanide
CNS 号 02.001.02.008 ISN号536.535
功能 抗结剂
食品分类号
食品名称
最大使用量/(g·kg-1)
备注
12.01
盐及代盐制品
0.01
以亚铁氰根计
说明:亚铁氰根的日安全剂量按体重为0.025 mg·kg-1,国家标准规定,亚铁氰化钾是一种抗结剂/GB 2 760
A.250 g B.200 g C.150 g D.100 g
答案 B
解析 设体重为80 kg的人,每天最少摄入食盐的质量为x,则x×10-3×0.01 g·kg-1≥80 kg× 0.025×10-3g·kg-1,故x≥200 g。
5.(2020·银川一中高三模拟)化学与生活紧密联系在一起,下列说法正确的是( )
①天然气、瓦斯等气体及面粉、煤粉等固体粉尘都容易发生爆炸
②医院里的血液透析利用了胶体的性质
③青铜是我国使用最早的合金
④2019年9月25日发射“云海一号卫星”中使用的碳纤维,是一种新型无机非金属材料
⑤二氧化硫可用于杀菌、消毒
⑥金属的冶炼、电镀、钢铁的锈蚀、制玻璃均发生氧化还原反应
A.①②③④⑤ B.①②⑤
C.②⑤⑥ D.①③④
答案 A
解析 可燃性的气体及粉尘与空气或氧气混合,浓度达到一定极限后,遇明火、静电或电火花都可能发生爆炸,故①正确;血液是胶体,胶粒不能透过半透膜,所以“血液透析”利用了胶体的性质,故②正确;铜性质不活泼,易冶炼,青铜是我国最早使用的合金材料,故③正确;碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维,是一种新型无机非金属材料,故④正确;SO2有毒,能够使蛋白质变性,可用于杀菌、消毒,故⑤正确;制玻璃是二氧化硅与碳酸钠、碳酸钙在高温条件下反应生成硅酸钠、硅酸钙,属于非氧化还原反应,故⑥错误。
6.下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.实验①探究浓盐酸的挥发性
B.实验②通过搅拌的方法加快过滤速度
C.实验③吸收过量的氨气
D.实验④蒸发氯化铁溶液制备无水氯化铁
答案 C
解析 盐酸不能使酚酞溶液变色,故实验①无法探究浓盐酸的挥发性,A错误;过滤时不能搅拌,以免弄坏滤纸,B错误;氨气极易溶于水,装置③能吸收尾气且能防止倒吸,可以达到实验目的,C正确;加热会促进Fe3+水解,所以蒸发FeCl3溶液最终得到的是Fe(OH)3,D错误。
7.下列物质的制备实验中,由现象得出的结论错误的是( )
选项
试剂
试纸或试液
现象
结论
A
浓氨水、生石灰
湿润的红色石蕊试纸
变蓝
NH3为碱性气体
B
乙酸、乙醇、浓硫酸
饱和碳酸钠溶液
分层
乙酸乙酯不溶于水,密度小于水
C
浓盐酸、二氧化锰
湿润的淀粉碘化钾试纸
变蓝
Cl2具有氧化性
D
亚硫酸钠、硫酸
品红溶液
褪色
SO2具有还原性
答案 D
解析 A项,生石灰溶于水放出大量的热,有利于氨气的逸出,用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,试纸变蓝则说明NH3为碱性气体,正确;B项,纯净的乙酸乙酯是一种油状液体,且能浮在水面上,所以乙酸乙酯难溶于水,密度小于水,正确;C项,浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2,Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝,说明KI转化为I2,则说明Cl2有氧化性,正确;D项,SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性,错误。
8.如图是含氮化合物及单质的“类别—价态”二维图,结合二维图氧化还原反应原理的基本规律,下列相关分析或预测错误的是( )
A.硝酸具有较强的氧化性,可用稀硝酸清洗“银镜实验”后的试管
B.在一定条件下NO、NO2均能和NH3发生反应,可用氨气处理氮氧化物
C.可加热NH4NO3和Ca(OH)2制备氨气
D.联氨(N2H4)可以被亚硝酸(HNO2)氧化生成氢叠氮酸(HN3)
答案 C
解析 硝酸中的氮元素为+5价,为氮元素的最高正价,稀硝酸具有强氧化性,能将银氧化,故A正确;由题图可知NO、NO2在一定条件下均能和NH3发生归中反应,产物是氮气和水,测氨气可用于处理氮氧化物,故B正确;NH4NO3加热易爆炸,因此不能加热硝酸铵和Ca(OH)2制备氨气,故C错误;联氨(N2H4)中氮元素为-2价,亚硝酸(HNO2)中氮元素为+3价,二者可以反应生成氮元素价态处于二者之间的氢叠氮酸(HN3),故D正确。
9.(2021·金华模拟)下列说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入HCl,直到不再生成CO2气体为止,在此过程中,溶液中HCO浓度的变化是先变大后变小(溶液体积变化均忽略不计)
B.向NaHCO3溶液中逐量加入Ba(OH)2固体,CO浓度的变化是先变大后变小(溶液体积变化均忽略不计)
C.有含0.2 mol Na2CO3和含0.3 mol HCl的两种溶液:①将Na2CO3溶液逐滴滴入HCl溶液中;②将HCl溶液逐滴滴入Na2CO3溶液中;①②两种操作生成CO2的体积之比为3∶2
D.将等质量的Na2O和Na2O2样品分别放入等量的水中,所得溶液的质量分数分别为a%和b%,则a、b的关系是:a=b
答案 D
解析 向Na2CO3溶液中逐滴加入HCl,碳酸钠首先转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应,因此在此过程中,溶液中HCO浓度的变化是先变大后变小(溶液体积变化均忽略不计),A项正确;向NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2固体,首先生成碳酸钡和碳酸钠,继续加入氢氧化钡,碳酸钠转化为碳酸钡,所以CO浓度的变化是先变大后变小(溶液体积变化均忽略不计),B项正确;有含0.2 mol Na2CO3和含0.3 mol HCl的两种溶液:①将Na2CO3溶液逐滴滴入HCl溶液中立即产生CO2,物质的量是0.15 mol;②将HCl溶液逐滴滴入Na2CO3溶液中,碳酸钠首先转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应,生成CO2的物质的量是0.1 mol,因此①②两种操作生成CO2的体积之比为3∶2,C项正确。
10.(2020·甘肃静宁一中模拟)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
碳酸钠溶液可用于治疗胃病
Na2CO3可与盐酸反应
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
向Na2O2与H2O反应后的溶液中滴入酚酞,溶液变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
金属钠应保存在煤油中隔绝空气
常温下,金属钠在空气中会生成过氧化钠
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对,Ⅱ对,有
答案 D
解析 治疗胃酸过多要用NaHCO3而不用Na2CO3,碳酸钠的碱性较强,不能用来中和胃酸,A项错误;Na2O2与水反应生成氢氧化钠,滴入酚酞,溶液先变红后褪色,陈述Ⅰ错误,且陈述Ⅰ、Ⅱ存在因果关系,B项错误;常温下,金属钠在空气中生成的是氧化钠,陈述Ⅱ错误,C项错误;Na2O2和CO2、H2O反应均生成O2,可用作航天员的供氧剂,陈述Ⅰ、Ⅱ均正确,且存在因果关系,D项正确。
11.某学习小组设计的制备Ca(NO2)2实验,实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知:2NO+CaO2===Ca(NO2)2;2NO2+CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是( )
A.通入N2是为了排尽装置中的空气
B.装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸
C.将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙
D.借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO2和CO
答案 C
解析 木炭和稀硝酸不反应,无法制备NO气体。
12.天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限。T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液
B.脱硫过程O2间接氧化H2S
C.亚铁是血红蛋白的重要组成成分,FeSO4可用于治疗缺铁性贫血
D.《华阳国志》记载“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,我国古代已利用天然气煮盐
答案 A
解析 T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,根据反应可知,该脱硫过程不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液,A错误;脱硫过程:Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,脱硫过程O2间接氧化H2S,B正确;亚铁是血红蛋白的重要组成成分,起着向人体组织传送O2的作用,若缺铁就可能出现缺铁性贫血,FeSO4可用于治疗缺铁性贫血,C正确;天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧放出热量,《华阳国志》记载“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,我国古代已利用天然气煮盐,D正确。
13.以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如图,关于该流程说法错误的是( )
A.煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
B.SiO2在“浸出过滤”步骤中和Fe2O3一起除去
C.Na2CrO4到Na2Cr2O7转化的原理为2H++2CrOCr2O+H2O
D.该工艺中“煅烧”产生的CO2可用于“除杂”步骤以节约生产成本,完全除去AlO发生的离子反应为CO2+AlO+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
答案 B
解析 煅烧过程中加入纯碱,高温条件下SiO2会与纯碱发生反应,故B错误。
14.聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如下图:
下列说法不正确的是( )
A.步骤①,粉碎的目的是增大反应物的接触面积,提高“酸浸”反应速率
B.步骤③,可选用H2O2、Cl2等氧化剂将Fe2+转化为Fe3+
C.步骤④,加稀硫酸调节pH在一定范围内,让Fe3+部分水解形成碱式盐
D.步骤⑤,减压蒸发有利于降低蒸发温度,防止产物分解
答案 B
解析 步骤③,可选用H2O2将Fe2+转化为Fe3+,还原产物为水,不引入新杂质,不能选Cl2等,易引入新杂质,故B错误;铁离子易水解,聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则容易生成Fe(OH)3沉淀,产率降低,则步骤④,加稀硫酸调节pH在一定范围内,让Fe3+部分水解形成碱式盐,故C正确;常压蒸发温度过高,会导致聚合硫酸铁分解,减压蒸发有利于降低蒸发温度,防止产物分解,故D正确。
15.(2019·南宁调研)实验室中一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀,剩余部分只看到“Na2S”字样(如图)。已知固体M只可能是Na2S、Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一种。若取少量固体M配成稀溶液进行有关实验,下列说法不正确的是( )
A.只用盐酸一种试剂就可以确定该固体M
B.往溶液中通入二氧化碳,若有白色沉淀生成,则固体M为Na2SiO3
C.常温时用pH试纸检验,若pH=7,则固体M一定是Na2SO4
D.往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则固体M为Na2SO4
答案 D
解析 盐酸与Na2S反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S,与Na2SO3反应生成有刺激性气味的SO2气体,与Na2SiO3反应生成H2SiO3白色沉淀,与Na2SO4不反应,A项正确;往溶液中通入CO2,由于Na2SiO3+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3,且CO2与另外三种物质不反应,B项正确;Na2S、Na2SO3、Na2SiO3都属于强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,Na2SO4为强酸强碱盐,水溶液呈中性,C项正确;加入硝酸酸化的BaCl2溶液,硝酸能把Na2SO3氧化为Na2SO4,Na2SO4与BaCl2反应得到白色沉淀,固体M也可能是Na2SO3,D项错误。
16.某实验小组发现在相同温度下,铁与不同密度的硝酸反应时,还原产物有所不同,该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.硝酸的密度越大,其还原产物种类越多
B.当硝酸溶液的密度小于d g·mL-1,还原产物始终以NO为主
C.还原产物中NO的质量分数随硝酸密度的增大而增大
D.硝酸的密度为d g·mL-1时,足量的铁与硝酸发生的主要反应为2Fe+6HNO3===2Fe(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O
答案 D
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(14分)利用如图可以从不同角度研究含氮物质的性质及其转化关系。图中甲~辛均含氮元素。回答下列问题:
(1)下列给出的图中物质之间的转化可以一步实现的是________(填字母)。
A.甲→丁 B.乙→丁 C.丁→戊 D.戊→丙
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A.丙和丁在一定条件下都能生成戊,均属于酸性氧化物
B.“甲→乙→丙→丁→戊”就是工业制戊的转化过程
C.己和辛在一定条件下都可与固体NaOH作用生成乙,其生成乙的原理相同
D.如果庚和辛为同种物质,则可由乙和戊反应制得
(3)实验室用过氧化氢将丙直接转化为戊,该反应的化学方程式为______________________。
(4)已知铁与过量戊的溶液反应,其反应的化学方程式为:Fe+戊→丙+丁+庚+H2O(方程式未配平)。若产物中丙和丁的物质的量之比为1∶3,则铁与戊的物质的量之比为________。若检验庚中铁元素的价态,可选用的试剂为________,反应的离子方程式为______________。
(5)若要将乙→甲。从原理上分析,下列试剂可行的是________(填字母)。
A.O2 B.Na C.NH4Cl D.NO2
答案 (1)CD (2)BD (3)3H2O2+2NO===2HNO3+2H2O (4)1∶5 KSCN溶液 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (5)AD
18.(14分)海洋资源丰富,海水水资源的利用和海水化学资源(主要为NaCl和MgSO4等物质及K、Br等元素)的利用具有非常广阔的前景。
回答下列问题:
(1)NaCl溶液由粗盐水精制而成,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为______________、______________。
(2)写出步骤Ⅰ中反应的总化学方程式:____________________________________________。
(3)步骤Ⅱ中能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是___________________________。
(4)已知MgCl2溶液受热时易水解生成Mg(OH)Cl,写出该过程的化学方程式:_______________________________________________________________________________。
(5)为得到无水MgCl2,步骤Ⅲ的操作应为__________________________________________。
(6)步骤Ⅳ中,电解熔融MgCl2得到的镁需要在保护气中冷却,下列气体可以作为保护气的是________(填字母)。
A.H2 B.N2 C.CO2 D.空气
(7)海水中溴含量为65 mg·L-1。若1 L海水中95%的溴元素被氧化为Br2,经热空气吹出,溴单质残留量3%。最后用SO2将90%的Br2还原成Br-,所得溶液体积为50 mL。此过程的目的为________________________________________________________________________。
所得溶液中溴离子浓度为海水中溴离子浓度的________倍(精确到小数点后一位)。
答案 (1)NaOH溶液 Na2CO3溶液
(2)NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑
(3)室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其他晶体
(4)MgCl2+H2OMg(OH)Cl+HCl↑
(5)在干燥的HCl气流下加热
(6)A
(7)提高溴离子的浓度,富集溴元素 16.6
解析 (1)粗盐水中含有Mg2+和Ca2+,可加入过量NaOH溶液除去Mg2+,加入过量Na2CO3溶液除去Ca2+。(2)由题图可知电解NaCl溶液得到NaClO3,电解总反应的化学方程式为:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑。(3)相同温度下,溶解度小的物质先析出,室温下KClO3在水中的溶解度小于其他晶体,所以步骤Ⅱ中能析出KClO3晶体而无其他晶体析出。(4)在空气中加热MgCl2溶液,水解生成Mg(OH)Cl,依据原子守恒写出反应的化学方程式:MgCl2+H2OMg(OH)Cl+HCl↑。(5)因氯化镁水解显酸性,故步骤Ⅲ的操作应在干燥的HCl气流中加热,以防止MgCl2水解。(6)因为高温下Mg可以和CO2、N2、O2反应,不与H2反应,故应选H2作保护气。(7)将低浓度的化合态的溴变成高浓度的化合态的溴,其目的是提高Br-的浓度,富集溴元素。1 L海水中,n(Br-)= mol=8.125×10-4 mol、c(Br-)=8.125×10-4 mol·L-1。经富集后溶液中c(Br-)= mol·L-1 ≈0.013 5 mol·L-1,富集之后,溶液中c(Br-)为海水中c(Br-)的≈16.6倍。
19.(10分)(2020·泰安调研)Ni2O3是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O),并通过高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)为提高酸浸效率,可采取的措施是______________________________________(任写一条)。
(2)加NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+转化为滤渣2,NH4F的电子式为_____________________。
滤渣1的主要成分是______________。
(3)草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后煅烧可制得Ni2O3。实验室煅烧NiC2O4,现有酒精灯、铁架台(带铁圈),还缺少的仪器为______________________________________。
(4)工业上还可以用NaClO在碱性条件下把Ni(OH)2转化为Ni2O3,其离子方程式为_______________________________________________________________________________。
答案 (1)升高温度(或增加酸的浓度或将废料粉碎等)
(2) Fe(OH)3
(3)泥三角、坩埚、坩埚钳、玻璃棒
(4)ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O
解析 (1)要提高酸浸效率,可从影响反应速率的因素进行分析,如固体颗粒大小、温度、浓度等。(2)由题中信息可知,由于加NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+转化为滤渣2,可见操作①是为了将铁除去,由于酸浸时加入了H2O2,故滤渣1的主要成分是Fe(OH)3。NH4F为离子化合物,由NH和F-组成,所以其电子式为。(3)高温煅烧应该在坩埚中进行,配套的仪器有坩埚钳、泥三角、铁架台(带铁圈或三脚架)、酒精灯、玻璃棒等。
(4)根据反应变化:Ni(OH)2―→Ni2O3、NaClO―→NaCl,结合碱性环境可知该反应的离子方程式为ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O。
20.(14分)纳米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂。
(1)工业上二氧化钛的制备是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中,在高温下通入Cl2反应制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
Ⅱ.将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4。
Ⅲ.在TiCl4中加水、加热,水解得到TiO2·xH2O沉淀。
Ⅳ.TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。
资料卡片
物质
熔点
沸点
SiCl4
-70 ℃
57.6 ℃
TiCl4
-25 ℃
136.5 ℃
①TiCl4与SiCl4在常温下的状态是________。Ⅱ中所采取的操作名称是________。
②Ⅲ中反应的化学方程式是_____________________________________________________。
Ⅳ在实验室完成,应将TiO2·xH2O放在________(填字母)中加热。
(2)据报道:“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电子被空气或水中的氧获得,生成H2O,其过程大致如下:
a.O2→2O
b.O+H2O→2OH(羟基)
c.OH+OH→H2O2
①b中破坏的是________(填“极性共价键”或“非极性共价键”)。
②H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等,其主要是利用了H2O2的________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)某研究小组用下列装置模拟“生态马路”部分原理,(夹持装置已略去)。
①缓缓通入22.4 L(已折算成标准状况)CO气体,结果NaOH溶液增重11 g,则CO的转化率为________。
②当CO气体全部通入后,还要通一会儿空气,其目的是______________________________。
答案 (1)①液态 蒸馏 ②TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl b (2)①极性共价键 ②氧化性 (3)①25% ②将残留在硬质玻璃管中的CO2气体排出,被NaOH浓溶液吸收,减小误差
解析 (1)①根据资料卡片中TiCl4与SiCl4的熔、沸点可知,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是液态;分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏的方法。②由信息可知TiCl4与水在加热条件下,水解得到沉淀TiO2·xH2O与HCl,反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,高温分解固体物质常在坩埚中进行。(2)②H2O2具有强氧化性,能氧化CxHy、CO等,所以能清除路面空气中的CxHy、CO等。(3)①22.4 L(已折算成标准状况)CO气体的物质的量为=1 mol;NaOH溶液增重11 g为吸收的CO2质量,根据碳元素守恒可知,反应的CO的物质的量等于CO2的物质的量为=0.25 mol;所以CO的转化率为×100%=25%。②装置中有残留的CO2气体,通一会儿空气,将残留在硬质玻璃管中的CO2气体排出,被NaOH浓溶液吸收,减小误差。
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