二氧化钛(TiO2)是一种重要的工业原料,可用四氯化钛(TiCl4)制备。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
请回答下列问题:
(1)TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、C(s)和氯气的热化学方程式为 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。
向反应瓶中加入6.5g锌粉,然后加入50mL1.0mol⋅L-1的FeCl3收集检验反应过程中产生的气体溶液,搅拌 | 溶液温度迅速上升,稍后出现红褐色沉淀,同时出现少量气泡;反应一段时间后静置,上层溶液为浅绿色,反应瓶底部有黑色固体 |
收集检验反应过程中产生的气体 | 集气管口靠近火焰,有爆鸣声 |
①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因:
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,Zn与H+反应使溶液中c(H+)降低,溶液温度升高,都会促进上述平衡正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,Zn与H+反应使溶液中c(H+)降低,溶液温度升高,都会促进上述平衡正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀
。②用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因:
2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+
2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+
。③分离出黑色固体,经下列实验证实了其中含有的主要物质。
ⅰ.黑色固体可以被磁铁吸引;
ⅱ.向黑色固体中加入足量的NaOH溶液,产生气泡;
ⅲ.将ii中剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡;
ⅳ.向ⅲ反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化。
a.黑色固体中一定含有的物质是
Fe和Zn
Fe和Zn
。b.小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4,理由是
iii中,若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+,导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同
iii中,若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+,导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同
。(3)为进一步探究上述1.0mol⋅L-1FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相对强弱,继续实验并观察到反应开始时现象如下:
操作 | 现象 |
将5mL1.0mol⋅L-1的FeCl3溶液与0.65g锌粉混合 | 溶液温度迅速上升,开始时几乎没有气泡 |
将 5mL 0.2mol/L的盐酸 5mL 0.2mol/L的盐酸 与0.65g锌粉混合 |
溶液中立即产生大量气泡 |
【考点】氧化性、还原性强弱的比较.
【答案】TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)△H=+45.5kJ•mol-1;Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,Zn与H+反应使溶液中c(H+)降低,溶液温度升高,都会促进上述平衡正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀;2Fe3++Zn═2Fe2++Zn2+;Fe和Zn;iii中,若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+,导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同;5mL 0.2mol/L的盐酸
【解答】
【点评】
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