(12分)如图为实验室制取和收集纯净干燥的氯气,并进行氯气性质探究的实验装置图:
C1
钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、 SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂 LiFePO4)的工业流程如下图所示: 已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O (1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。 (2)滤渣A的成分是_______。 (3)滤液B中TiOCl42-和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______。 (4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15 溶液 时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的 原因_。 (5)反应③的化学方程式是_______。 (6)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需 17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。 (7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为:Li4Ti5O12 + 3LiFePO4 Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是:_______。
为验证氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验)。 实验过程: I .打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。 Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。 Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。 Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。 Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。 Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。 (1) 过程Ⅰ的目的是。 (2) 棉花中浸润的溶液化学式为。 (3) A中发生反应的化学方程式为。 (4)过程Ⅳ中检验其中Fe3+和Fe2+的试剂分别为和。 确定有Fe3+和Fe2+现象分别是和。 (5) 过程Ⅵ,检验B溶液中是否含有SO42-的操作是。 (6) 甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性:
Cl2 > Fe3+ > SO2的是(填“甲”“乙”“丙”)。
滴定实验是化学学科中重要的定量实验。 请回答下列问题: (1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。 ①下列操作造成测定结果偏高的是(填选项字母) A.滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。 B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗 C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗 D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失 ②该学生的实验操作如下: A用碱式滴定管取稀NaOH 25.00mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙做指示剂。 B用待测定的溶液润洗碱式滴定管。 C用蒸馏水洗干净滴定管。 D取下酸式滴定管用标准的HCl溶液润洗后,将标准液注入滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。 E、检查滴定管是否漏水。 F、另取锥形瓶,再重复操作一次。 G、把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。 a. 滴定操作的正确顺序是(用序号填写)___________________________。 b. 在G操作中如何确定终点? __________________________ ____。 c. 若换酚酞做指示剂,如何确定终点? _________________________ ____。 (2)氧化还原滴定—取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:
①滴定时,KMnO4溶液应装在(“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是。 ②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________。 (3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。 参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是(填选项字母)。
A.NaCl B.NaBr C.NaCN D.Na2CrO4
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)。请按要求回答下列问题: (1)请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。 (2)氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 ①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________(填操作名称)。 ②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。 (3)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。 A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器内物质总质量不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②该分解反应的焓变ΔH______0(填 “>”、“=”或“<”),25.0℃时分解平衡常数的值=__________。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将_________(填“增加”,“减少”或“不变”)。
(10分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验: 现称取研细的黄铜矿样品1.2g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,假设SO2被d完全吸收,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,末读数如图所示。 请回答下列问题: (1)称量样品所用的仪器为________________,将样品研细后再反应,其目的是______________________________________________________。 (2)装置a的作用是________________。 a.有利于空气中氧气充分反应 b.除去空气中的水蒸气 c.有利于气体混合 d.有利于观察空气流速 (3)c装置的作用是_______________,上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是________。 (4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为______mL。判断滴定已达终点的现象是_________________。 (5)若用下图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的是________。(填编号) (6)该黄铜矿的纯度为:______________________。