- 四氧化三铁的物理性质
- 共127题
钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性,是重要的工业原料.以金红石(主要成分为TiO2,含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti.工业流程如下:
(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等,它们的部分性质如下:
从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是______ A.用水溶解后,重结晶 B.蒸馏 C.用乙醚萃取后,分液
(2)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式______.
(3)写出电解熔融NaCl的化学方程式______;阴极产物是______.
(4)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗.其主要目的是______.
(5)Ti可溶解在浓HF溶液中,请完成下列离子方程式.______Ti+______HF-______TiF62-+______+______H2↑
正确答案
(1)粗TiCl4中加热易气化,与固体混合物可用分馏的方法分离,由表中数据可知,TiCl4在水中强烈水解,易变质,且易溶于乙醚中,不能分离,只能用蒸馏的方法分离,
故答案为:B;
(2)由流程图可知,反应为TiO2、C和Cl2,生成物为TiCl4和CO,则反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,
故答案为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(3)电解氯化钠生成金属钠和氯气,方程式为2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑,在阴极发生还原反应生成钠,
故答案为:2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑;钠;
(4)粗钛产品中剩余的少量钠,加入盐酸和除去,并且Cl-浓度增大,有利于NaCl晶体析出,
故答案为:除去粗钛产品中剩余的少量钠,促进NaCl晶体析出(Cl-同离子效应);
(5)反应前后Ti的化合价由0价升高为+4价,HF中H元素的化合价由+1价降低到0价,则有Ti~2H2,
则有1Ti+6HF=1TiF62-+2H++2H2↑,
故答案为:1;6;1;2;2.
如图所示,A、B、C、D、G是五种常见单质,其中A、G为气体.化合物R在常温下呈液态,F为黑色晶体,H为淡黄色粉末,I是玻璃工业的一种原料,图中部分生成物已略去.试回答下列问题:
(1)H的电子式:______;
(2)写出化学反应方程式:
反应①______;
反应③______;
(3)C与T溶液反应的离子方程式:______;
(4)5.4gC在G中燃烧放出166.9kJ热量,反应②的热化学方程式为:______.
正确答案
“A、G为气态单质”,且能相互化合生成R(液态),则R为H2O;A、G、分别为H2和O2中的一种,再结合“G+B(单质)→H(淡黄色粉末)”可推知A、B、G、H依次为H2、Na、O2、
Na2O2;T为NaOH.
“D(单质)分别与G(O2)、R(H2O)反应,都可生成F(黑色晶体)”,可知D为金属单质且为Fe,F为Fe3O4.
“C(单质)+G(O2)→M,且M可以与T(NaOH反应)”则M必为酸性或两性氧化物.再结合F(Fe3O4)与C生成M(C的氧化物)的反应可知该反应为铝热反应,故可推知C、M、N依次为Al、
Al2O3、NaAlO2.
“I为玻璃工业的(三种)原料之一”,且可以分别由H(Na2O2)、T(NaOH)得到,则I为Na2CO3,E为CO2.
(1)H为Na2O2,为离子化合物,电子式为
,故答案为:
;
(2)①F为Fe3O4,R为H2O,D为为Fe,该反应为Fe和水的反应,化学方程式为,3Fe+4H2OFe3O4+4H2,故答案为:3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2;
②反应③为Na2CO3和Al2O3的反应,生成NaAlO2,反应的化学方程式为Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑,故答案为:Na2CO3+Al2O3
2NaAlO2+CO2↑;
(3)C为Al,能与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(4)C为Al,G为O2,Al与O2反应生成Al2O3,反应的化学方程式为4Al+3O22Al2O3,当n(Al)=
=0.2mol时,放出166.9kJ热量,则4molAl反应放出3338kJ的热量,反应②的热化学方程式为4Al(S)+3O2(g)=2Al2O3(S)△H=-3338kJ/mol,
故答案为:4Al(S)+3O2(g)=2Al2O3(S)△H=-3338kJ/mol.
在没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁能与水蒸气反应.某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如图实验:
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是:______.
(2)证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是______.
(3)固体溶于稀盐酸的化学方程式为______.
(4)试剂1的化学式是______.
(5)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)______;
(6)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究.
①提出假设:
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;
假设2:______;
②设计方案:
为了对你所提出的假设2进行验证,实验方案是______.
正确答案
(1)固体加入稀盐酸得到溶液为淡黄色,说明可能含有三价铁离子,加入硫氰酸钾溶液变红进一步证明含三价铁离子,加入氯水红色加深说明溶液中含有亚铁离子被氧化,生成的硫氰酸铁浓度增大红色加深,证明溶解的溶液中含有二价铁离子,铁和水蒸气反应的化学方程式为:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 故答案为:3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(2)证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是收集气体进行爆鸣实验,证明铁发生了反应,
故答案为:检验是否有H2产生;
(3)四氧化三铁含有二价铁和三价铁和盐酸发生反应的化学方程式为:Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O,
故答案为:Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O;
(4)试剂1加入后淡黄色溶液变为血红色,证明加入稀盐酸反应生成的溶液中含有三价铁离子,检验三价铁离子形成血红色溶液的试剂为硫氰酸钾溶液或硫氰酸按溶液等;所以化学式为KSCN或NH4SCN;
(5)加入新制氯水后溶液红色加深,说明二价铁离子被氯气氧化为三价铁离子形成 的硫氰酸铁浓度增大,溶液血红色加深,所以发生的氧化还原反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(6)①血红色溶液是硫氰酸铁的络合物,在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,证明硫氰酸铁的络合物不存在,可能是三件铁离子不存在或硫氰酸根不存在,都有可能被加入的氯气强氧化剂氧化,所以根据题意,假设2为SCN-被过量的氯水氧化,
故答案为:SCN-被过量的氯水氧化;
②实验方案的依据是证明三价铁离子的存在,所以在褪色的溶液中加入过量的硫氰酸钾溶液,若出现血红色,证明假设2正确,否则假设2不正确;
故答案为:取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,如果出现红色,则说明假设2 正确,若不变红,则假设2不正确;
在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4制备Fe(OH)2白色沉淀.
①在试管Ⅰ里加入的试剂是______.
②在试管Ⅱ里加入的试剂是______.
③为了制得Fe(OH)2白色沉淀,正确的操作顺序是______(填下列序号)
A.打开止水夹 B.检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度
C.夹紧止水夹 D.在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,塞紧塞子
④写出此过程中涉及到的化学方程式______.
正确答案
①铁与硫酸反应生成氢气,关闭止水夹,会使装置Ι中压强变大,使Ι中的药品进入Ⅱ中,与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁,所以在试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑,获得硫酸亚铁溶液,故答案为:稀H2SO4、铁屑;
②试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑,获得硫酸亚铁溶液,并能产生氢气,当氢气使装置Ι中压强变大,使Ι中的药品硫酸亚铁进入Ⅱ中,与Ⅱ中的药品氢氧化钠反应得到氢氧化亚铁,故答案为:NaOH溶液;
③此题涉及气体生成与检验,所以要检查装置的气密性,检查完毕在装置中加入试剂并塞上塞子,打开止水夹,Ⅰ中生成氢气进入装置Ⅱ,要检验装置Ⅱ中空气是否排尽,要在装置Ⅱ导管口检验气体的纯度,待气体纯净,关闭止水夹,Ⅰ中气压增大,使Ι中的药品进入Ⅱ中,与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁,故答案为:DABC;
④由于铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁,可能还有没反应的硫酸;氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠,氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸与氢氧化亚铁反应生成硫酸亚铁和水,故答案为:FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+Na2SO4(必写),H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O(或H2SO4+Fe(OH)2═FeSO4+2H2O).
已知X、Y、Z为单质,其他为化合物。其中Y为气体,G溶液呈黄色,E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。请回答下列问题
(1)E的化学式是________。
(2)M的水溶液俗称___________,它与D反应的化学方程式为________________。
(3)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式________________。
(4)向含2mol D的稀溶液中,逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种,则n(Xm+)的最大值为
________。
正确答案
(1)SiO2
(2)水玻璃;Na2SiO3+2HNO3= H2SiO3↓+ 2NaNO3 (3)3Fe3O4+28H++NO3-= 9Fe3++NO↑+14H2O
(4)0.75mol
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