以减少热量损失,有利于铵根离子转化为氨气而逸出, 故答案为:NH4++OH﹣氨气而逸出;
(5)滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol?L﹣1的盐酸V mL,则n(HCl)=0.001cVmol;结合反应NH3?H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3可知,n(N)=n(NH4Cl)=n(C2H3NO2)=n(HCl),
则m(N)=0.001cVmol×14g/mol=0.014cVg,则样品中氮的质量分数为
=
%,
NH3↑+H2O;减少热量损失,有利于铵根离子转化为
m(C2H3NO2)=0.001cVmol×73g/mol=0.073cVg,则样品的纯度为
=
故答案为:
;
%,
.
【点评】本题考查含量的测定实验设计,为高考常见题型,试题涉及了元素化合物的性质、实验原理、物质制备等,侧重考查学生对实验方案理解及对元素化合物的知识的应用能力,难度中等.
9.(14分)(2017?新课标Ⅰ)Li4Ti3O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为Fe TiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示.由图可知,当铁的净出率为70%时,所采用的实验条件为 选择温度为100℃ .
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(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42﹣形式存在,写出相应反应的离子方程式 FeTiO3+4H+4Cl=Fe2+TiOCl42+2H2O .
+
﹣
+
﹣
(3)TiO2?xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃ TiO2?xH2O转化率/% 分析40℃时TiO2?xH2O转化率最高的原因 温度高反应速率加快,但温度过高过氧化氢分解、氨水易挥发,影响转化率 .
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 4 .
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol?L﹣1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10﹣5,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? c(PO43﹣)=2]=(
30 92 35 95 40 97 45 93 50 88 =1.0×10﹣17mol/L,Qc[Mg3(PO4))3×(1.0×10﹣17mol/L)2=1.69×10﹣40<Ksp=1.0×10﹣24,则无
沉淀生成 (列式计算).FePO4、Mg3(PO4)2的分别为1.3×10﹣22、1.0×10﹣24 (6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 2FePO4+Li2CO3+H2C2O4LiFePO4+H2O+3CO2↑ .
【分析】用钛铁矿(主要成分为Fe TiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti3O12和LiFePO4,由制备流程可知,加盐酸过滤后的滤渣为SiO2,滤液①中含Mg2+、Fe2+、Ti4+,水解后过滤,沉淀为TiO2.xH2O,与双氧水反应Ti元素的化合价升高,生成(NH4)2Ti5O15,与LiOH反应后过滤得到Li2Ti5O15,再与碳
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酸锂高温反应生成Li4Ti3O12;水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+,双氧水可氧化亚铁离子,在磷酸条件下过滤分离出FePO4,高温煅烧②中发生2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
LiFePO4+H2O+3CO2↑,以此来解答.
【解答】解:(1)由图可知,当铁的净出率为70%时,100℃时用时间最少,所采用的实验条件为选择温度为100℃, 故答案为:选择温度为100℃;
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42﹣形式存在,相应反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl﹣=Fe2++TiOCl42﹣+2H2O,
故答案为:FeTiO3+4H++4Cl﹣=Fe2++TiOCl42﹣+2H2O;
(3)40℃时TiO2?xH2O转化率最高,因温度高反应速率加快,但温度过高过氧化氢分解、氨水易挥发,影响转化率,
故答案为:温度高反应速率加快,但温度过高过氧化氢分解、氨水易挥发,影响转化率;
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,Li的化合价为+1价,由化合价的代数和为0可知,O元素的负价代数和为22,设过氧键的数目为x,则(x×2)×1+(15﹣x×2)×2=22,解得x=4,故答案为:4;
(5)Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10﹣5,由Ksp(FePO4),可知c(PO43﹣)=
=1.0×10﹣17mol/L,Qc[Mg3(PO4)2]=(
)3×
(1.0×10﹣17mol/L)2=1.69×10﹣40<Ksp=1.0×10﹣24,则无沉淀生成, 故答案为:(cPO43﹣)=
3
=1.0×10﹣17mol/L,Qc[Mg((3PO4)2]=
)
×(1.0×10﹣17mol/L)2=1.69×10﹣40<Ksp=1.0×10﹣24,则无沉淀生成;(6)“高
FePO4
制备
LiFePO4
的化学方程式为
温煅烧②”中由2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
LiFePO4+H2O+3CO2↑,
LiFePO4+H2O+3CO2↑.
故答案为:2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
【点评】本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发生的反应为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素
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化合物知识、化学反应原理与实验的结合,题目难度不大.
10.(14分)(2017?新课标Ⅰ)近期发现,H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能.回答下列问题:
(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是 D (填标号). A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10mol?L﹣1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理.
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 H2O(l)=H2(g)+O2(g)△H=+286kJ/mol 、 H2S (g)=H2(g)+S(s)△H=+20kJ/mol ,制得等量H2所需能量较少的是 系统(Ⅱ) .
(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)?COS(g)+H2O(g).在610k时,将0.10mol CO2与0.40mol H2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02.
①H2S的平衡转化率a1= 2.5 %,反应平衡常数K= 0.00285 .
②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率a2 > a1,该反应的△H > 0.(填“>”“<”或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 B (填标号)
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