Question

【題目】I：某實(shí)驗(yàn)小組欲探究碳與濃硝酸反應(yīng)的情況。甲同學(xué)設(shè)計(jì)了圖l裝置，認(rèn)為若有紅棕色氣體產(chǎn)生就說明碳與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)。

（1）碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯(cuò)誤的，他的理由是（用化學(xué)方程式表不）_______，所以他認(rèn)為應(yīng)該檢驗(yàn)_________（填化學(xué)式）的產(chǎn)生來證明碳與濃硝酸反應(yīng)。為此乙同學(xué)查閱相關(guān)資料得知“O℃時(shí)四氧化二氮為液體”，從而改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

（3）為了減少干擾，對于A裝置有下而4種操作方案，其中最合理的是_______（填數(shù)字序號）

①將炭與濃硝酸一同放在裝置中加熱；

②先加熱濃硝酸，然后將炭投入其中；

③先加熱炭，再加入冷濃硝酸；

④先加熱炭，再將炭投入冷濃硝酸。

（4）請用平衡移動(dòng)原理解釋B裝置的作用_____________。

（5）C裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________，經(jīng)檢測C的溶液中還含有少量氮元素，只以NO3-形式存在，寫出生成該離子的化學(xué)方程式__________。

II：以金紅石（主要成分TiO2）為原料生產(chǎn)金屬Ti的步驟主要有：

（6）在高溫下，向金紅石與焦炭的棍合物中通入Cl2，得到TiCl4和一種可燃性氣體；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

（7）在氬氣的氣氛中和加熱條件下，用Mg與TiCl4反應(yīng)可得到金屬鈦。

寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。

氬氣氛圍的作用______________。

Answer 1

【答案】 C+4HNO3（濃）4NO2↑+CO2↑+2H2O 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O CO2 ④ 常溫下存在平衡關(guān)系：2NO2N2O4，降低溫度N2O4液化，平衡右移，除去混合氣體中的NO2. C中溶液變渾濁（或產(chǎn)生白色沉淀） 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO TiCl4+2MgTi+2MgCl2 防止鈦被氧化

【解析】（1）碳與濃硝酸反應(yīng)的方程式為C+4HNO3（濃）4NO2↑+CO2↑+2H2O；（2）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解生成二氧化氮，濃硝酸和碳在加熱條件下反應(yīng)也生成二氧化氮，所以對實(shí)驗(yàn)造成干擾，反應(yīng)方程式為4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，所以要想檢驗(yàn)濃硝酸和碳反應(yīng)不能根據(jù)是否生成二氧化氮判斷，要根據(jù)CO2判斷；（3）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解，為防止干擾，應(yīng)該防止?jié)庀跛岱纸�，但濃硝酸和碳的反�?yīng)必須在加熱條件下才能發(fā)生，所以要先將炭加熱，再將碳投入冷的濃硝酸中，答案選④；（4）根據(jù)題給信息知，0℃時(shí)四氧化二氮為液體，所以溫度越低，二氧化氮越向四氧化二氮方向移動(dòng)，所以要使用冰水混合物冷卻二氧化氮?dú)怏w，從而將混合氣體中的二氧化氮除去，防止二氧化碳的檢驗(yàn)；（5）二氧化碳能和氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成難溶性的碳酸鋇，所以看到的現(xiàn)象是：C中溶液變渾濁，二氧化氮、氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸和氫氧化鋇發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，所以溶液呈出現(xiàn)硝酸根離子，反應(yīng)方程式為4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O；（6）在高溫下，向金紅石與焦炭的棍合物中通入Cl2，得到TiCl4和一種可燃性氣體，可燃性氣體是CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；（7）在氬氣的氣氛中和加熱條件下，用Mg與TiCl4反應(yīng)可得到金屬鈦，同時(shí)還有氯化鎂生成，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2。Ti易被氧化，所以氬氣氛圍的作用是防止鈦被氧化。