二氧化鈦(TiO2)是一種重要的工業(yè)原料,可用四氯化鈦(TiCl4)制備。已知:
Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)?TiO2(g)+2Cl2(g)ΔH1=-178.4kJ?mol-1
Ⅱ.2C(s)+O2(g)?2CO(g)ΔH2=-219.9kJ?mol-1
請回答下列問題:
(1)TiCl4(g)與CO(g)反應(yīng)生成TiO2(s)、C(s)和氯氣的熱化學(xué)方程式為 TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)△H=+45.5kJ?mol-1TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)△H=+45.5kJ?mol-1。
向反應(yīng)瓶中加入6.5g鋅粉,然后加入50mL1.0mol?L-1的FeCl3收集檢驗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體溶液,攪拌 | 溶液溫度迅速上升,稍后出現(xiàn)紅褐色沉淀,同時出現(xiàn)少量氣泡;反應(yīng)一段時間后靜置,上層溶液為淺綠色,反應(yīng)瓶底部有黑色固體 |
收集檢驗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體 | 集氣管口靠近火焰,有爆鳴聲 |
①結(jié)合實驗現(xiàn)象和平衡移動原理解釋出現(xiàn)紅褐色沉淀的原因:
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,Zn與H+反應(yīng)使溶液中c(H+)降低,溶液溫度升高,都會促進(jìn)上述平衡正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,Zn與H+反應(yīng)使溶液中c(H+)降低,溶液溫度升高,都會促進(jìn)上述平衡正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀
。②用離子方程式解釋反應(yīng)后溶液為淺綠色的原因:
2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+
2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+
。③分離出黑色固體,經(jīng)下列實驗證實了其中含有的主要物質(zhì)。
?。谏腆w可以被磁鐵吸引;
ⅱ.向黑色固體中加入足量的NaOH溶液,產(chǎn)生氣泡;
ⅲ.將ii中剩余固體用蒸餾水洗滌后,加入稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;
ⅳ.向ⅲ反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液,無變化。
a.黑色固體中一定含有的物質(zhì)是
Fe和Zn
Fe和Zn
。b.小組同學(xué)認(rèn)為上述實驗無法確定黑色固體中是否含有Fe3O4,理由是
iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同
iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同
。(3)為進(jìn)一步探究上述1.0mol?L-1FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相對強(qiáng)弱,繼續(xù)實驗并觀察到反應(yīng)開始時現(xiàn)象如下:
操作 | 現(xiàn)象 |
將5mL1.0mol?L-1的FeCl3溶液與0.65g鋅粉混合 | 溶液溫度迅速上升,開始時幾乎沒有氣泡 |
將 5mL 0.2mol/L的鹽酸 5mL 0.2mol/L的鹽酸 與0.65g鋅粉混合 |
溶液中立即產(chǎn)生大量氣泡 |
【考點】氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較.
【答案】TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)△H=+45.5kJ?mol-1;Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,Zn與H+反應(yīng)使溶液中c(H+)降低,溶液溫度升高,都會促進(jìn)上述平衡正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀;2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+;Fe和Zn;iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同;5mL 0.2mol/L的鹽酸
【解答】
【點評】
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