金属钛被称为“21世纪金属”非选择题增分练.docx

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1、第三周非选择题增分练26、金属钛被称为“21世纪金属”.(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3,主要含FeO,Al203SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:汰NaOH步骤I80WI2SO4净化后的性液钛矿石加入Fe、冷却步骤nHTiOS()4jg4TiO2-nH2O步骤m嬉烧步骤IVUFeSO4晶体|TiO；其中，步骤II发生的主要反应为2SOl+FeTiO3=TiOSOl+FeSO.1+2H20.步骤I发生反应的离子方程式是.为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤I可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有、(写出两种方法).步骤11中加入Fe的目的是分离出FeSO1晶体的操作是步

2、骤HI形成的TiO20为胶体,步骤11I发生反应的化学方程式为(2)利用Ti(可通过下述两种方法制备金属钛.方法一:将TiOz作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,炭块作电解池槽，电解TiOz制得钛,阳极上一定生成的气体是,可能生成的气体是方法二:通过以下反应制备金属钛.TiO2(三)+2Cl2(g)局温TiC1.1(g)+02(g)=+151kJmo1TiC1.+2MgISI温2MgC1.+Ti实际生产中，需在反应过程中加入碳,可以顺利制得TiCl1.碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是解析：(1)步骤I中AU)3、SiO2均能与浓NaOH溶液反应,其离子方程式分别为Al203+20H=2

3、A10+0SiO2+2OH=Sit+H2O.为提高钛矿石的碱浸出速率,可采取适当增加碱的浓度、升高反应温度、粉碎钛矿石或搅拌等措施,步骤11所得溶液中的Fe?，易被氧化成Fet加入适量铁粉,可将溶液中的Fe+还原为Fe2+.从溶液中分离出FeSO4晶体时,可采取的操作为过滤.TiOSOl在溶液中加热水解生成TiO2H20胶体的化学方程式为TiOSO4+(/?+DH2O=TiO20(胶体)+I1.S。,.(2)熔融CaO中的O?-向阳极移动，阳极上O2一失电子被氧化为。2；由于炭块作电解池槽,则阳极还可能生成C0、CO2或二者的混合气体.反应的过程中加入适量碳,碳燃烧放出热量提供反应所需的高温,

4、此外碳还可以和生成物O2反应,促使反应的平衡正向移动.(l)Al203+20H=2A10+H20SiO2+2OH=Si+H2O升高温度(或加热)粉碎钛矿石或搅拌(其他合理答案均可)还原Fe“过滤TioSO-(7+l)O=TiO2血0(胶体)+H2SO4(2)。2(或氧气)C02(或CO或CO2、co)消耗O2,促进反应的平衡向正反应方向移动27、I.某兴趣学习小组设计如图装置制取SO2,并研究其性质.请回答下列问题:(DB.C、D装置分别用于检验SO2的性质，写出C装置中反应的离子方程式：(2)实验中观察到D装置中有浑浊出现,有同学提出此现象不能证明SO2具有氧化性，请简述理由：E装置的作用为

5、I1.某学习小组为进一步探究不同浓度的硫酸氧化性不同，设计并完成如下实验：称取一定量的还原铁粉放入一定体积的浓硫酸中，力口热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y.经检验,气体Y中含有SO2、H2.(4)溶液X中含有的金属阳离子是(填化学式)，简述如何检验该离子（5）为了测定气体Y中SO2的含量,将2.241.（标准状况）气体Y通入200.00m1.0.2000mol1.1酸性高镒酸钾溶液中，充分反应后，取出20.00m1.溶液转入锥形瓶中进行滴定,消耗01000mol1.T的KHC2（h标准液10.00m1.（高锌酸钾被还原均生成Mr?+）.已知室温下，0.1000mol1.,KHC2O4溶液

6、中，。0丁）C（HzCzO）.滴定操作过程中标准液应用（填仪器名称）盛装；滴定终点的现象为.计算气体Y中SO2的物质的量分数为.解析：（I）C装置中SO2与饱和氯水反应的离子方程式为S02+Cl2+2O=4H+SO+2C1.（2）因C装置中挥发出的Ck也能使D装置中出现浑浊现象,故D装置中出现浑浊,不能证明SO?与H2S反应生成单质S,即不能证明S02具有氧化性.（3）SO2为有毒气体,使用E装置,既能进行尾气处理,又能起到防倒吸作用.（4）根据反应生成的气体Y中含有S（和H2,可知最后是Fe与稀硫酸反应生成电因此该溶液中不可能含有Fet故溶液X中含有的金属阳离子为FeT要检验溶液中的Fe2+

7、,可取少量溶液X,向其中滴加1.Fe（CN）61溶液,若产生蓝色沉淀,则证明原溶液中含有Fe?+（或取少量溶液X,向其中加入KSCN溶液,无明显现象,再滴入新制氯水,若出现红色,则可证明原溶液中含有Fe?+）.根据0.1000mol1.1KHC2O1溶液中c（C2）c（H2C2O1）,可知HCzO；的电离程度大于其水解程度，即KHC2。1溶液呈酸性,在滴定过程中该标准液应用酸式滴定管盛装；达到滴定终点时，滴入最后一滴KHC2O4标准液,锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内溶液颜色不发生变化.根据化合价变化可找出关系式:2KMno45KHC2O,c剩2余(KMnOJX20.00义101.=0.

8、1000mol1.110.OOXlO_31.-解得C剩余(KMnO4)=0.0200mol再根据关系式：5S0?2KMn(W(SO2)=(0.2000-0.0200)mol51.1200.001031.-=0.09mol,即气体Y中SO2的物质的量分数乙、,0.09mol为R100%=90%.0.1mol答案：(l)S02+Cl2+2H20=4H+S0+2Cl(2)C装置挥发出的氯气也可以使D装置中出现浑浊(3)尾气处理,防倒吸(4)Fe2+取少量溶液X,向其中滴加/Fe(CN)61溶液,若产生蓝色沉淀,则证明原溶液中含有Fe2+(其他合理答案均可)(5)酸式滴定管滴入最后一滴KHC2标准液,

9、锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复90%28、甲醇是一种重要的化工原料,工业上利用CO?和巴在一定条件下反应合成甲醇.已知：2CH30H+302(g)=2C02(g)+4H20(g)=-l275.6kJmo1(2)2C0(g)+02(g)=2C02(g)/=-566.0kJmolH2O(g)=H2O(l)H=44.0kJmol1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：(2)在容积为11.的密闭容器中，投入1molCO和2molH2,在不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图1所示：该反应的(填“

10、”“V”或“=)0,判断理由是.M点时,CO的转化率为.506K时该反应的平衡常数K=(保留三位小数).某同学绘制的压强为R时,不同温度下上述反应的平衡常数的对数值(Ig给如图2所示.A、B、C、D、E五点中能正确表示该反应的Ig4与温度(7)的关系的点为.下列叙述能说明反应C0(g)+2(g)CHQH(g)达到平衡状态的是(填字母).A、单位时间内生成2molF1.的同时消耗1molCOB、反应过程中c(C0)：C(CH3OH)=I：1C、恒温恒容时,混合气体的密度保持不变D、绝热恒容时,反应的平衡常数不再变化解析：(1)根据盖斯定律，由x(一+X4)可得:C%OH(1)+02(g)=C0(

11、g)+2H20(l)A=-442.8kJmol-从图像可以看出：当压强相同时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，即升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应，A/V0.根据图像,M点时生成0.25molCH3OH,则反应消耗0.25molCO,故CO的转化率为O25mo1.l,-t、l.l,一1.Xloo%=25%.根据二段式法可知，506K时有C0(g)+2(g)CH3OH(g)起始(InOI1.l)120转化(InOl1.-l)0.250.50.25平衡(molU)0.751.50.259R则506K时该反应的平衡常数仁O75x；产.148.该反应为放热反应,温度升高,平衡常数4减小,则Ig也

12、随温度升高而降低,即点A、B、E能表示该反应的Ig4与温度的变化关系.单位时间内生成2molH?即生成1molCO,同时消耗1molCO,可以说明反应达到平衡状态,A项正确；达到平衡状态时各物质的浓度保持不变，但c(C0)：C(CH3OH)=I：1时不能说明反应达到平衡状态,B项错误；容器体积和气体质量均不变，则混合气体的密度始终为定值，不能由此判断反应是否达到平衡状态,C项错误；绝热恒容时,反应的平衡常数不再发生变化，即容器内温度不再发生变化，说明反应达到平衡状态,D项正确.答案:(I)OWH(I)+02(g)=C0(g)+20(l)=442.8kJmol-1(2)V从图像看出：随着温度升高

13、,平衡时甲醇的物质的量减小,说明平衡逆向移动,正反应放热25%0.148ABEAD35、选修3:物质结构与性质硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用.回答下列问题：(I)N原子核外有一种不同运动状态的电子.基态N原子中,能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为.（2）经测定发现,N2O5固体由NOj和N0；两种离子组成,该固体中N原子杂化类型为;与N0/互为等电子体的微粒有（写出一种）.（3）钱盐大多不稳定.NHF、NHJ中较易分解的是,原因是第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为（填元素符号）.（5）晶体硼有多种变体,但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体（见图

14、I）,每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形.则每一个此基本结构单元由个硼原子构成；若该结构单元中有2个原子为H）B（其余为B）,那么该结构单元有种不同类型.BoNBoN图I图n图In（6）硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似,b、N原子相互交替排列（见图11）,其晶胞结构如图m所示.设层内B-N核间距为apm,面间距为bpm,则该氮化硼晶体的密度为gcm：（用含a、b、山的代数式表示）.解析：（1）原子核外没有两个运动状态完全相同的电子,有几个电子就有几种运动状态,N原子核外有7个电子,所以有7种不同运动状态的电子.基态N原子的核外电子排布式为ls22s22p3,能量

15、由低到高,则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道,呈哑铃形.（2）NO，中N的价电子对数为-=2,杂化类型为sp；No中N的价电子乙对数为3=3,杂化类型为sp2.含有相同原子数和相同价电子数的微粒互为等电子体,与NOl互为等电子体的微粒有SCNCO2、CS2、Nr等.NHRNHJ中，较易分解的是NH4F,原因是F原子半径比I原子小,H-F键比H-I键强(HF键更易形成)，F一更易夺取NH：中的H+.(4)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素原子的最外层电子分别处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态,所以其第一电离能大于其相邻元素,故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C