(2011?自貢模擬)TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途.
I.工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O.
(1)凈化鈦礦石時(shí),是否需要除去雜質(zhì)FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
(2)凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理,寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式.
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

II.TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦:
“方法一”是電解TiO2來獲得Ti:將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaO為電解液,用碳塊作電解槽池.
(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
TiO2+4e-=Ti+2O2-
TiO2+4e-=Ti+2O2-

“方法二”是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti.因下述反應(yīng)難于發(fā)生:
TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ?mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4.當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行.
(4)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ?mol-1
請寫出TiO2與Cl2、C反應(yīng)制各TiCl4的熱化學(xué)方程式:
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1

(5)從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因.
分析:(1)根據(jù)氧化亞鐵和硫酸的性質(zhì)分析;
(2)根據(jù)二氧化硅、氧化鋁和氫氧化鈉的性質(zhì)分析;
(3)陰極上得電子反應(yīng)還原反應(yīng)生成金屬鈦;
(4)將方程式TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ?mol-1和C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ?mol-1相加,得出TiO2與Cl2、C反應(yīng)制各TiCl4的熱化學(xué)方程式;
(5)根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響分析.
解答:解:(1)氧化亞鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,所以凈化鈦礦石時(shí),不需要除去雜質(zhì)FeO,故答案為:不需要;
(2)氧化鋁是兩性氧化物,既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,
二氧化硅是酸性氧化物,能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鈉和水SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,
故答案為:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
(3)電解時(shí),陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子,電極反應(yīng)式為TiO2+4e-=Ti+2O2-
故答案為:TiO2+4e-=Ti+2O2-
(4)將方程式TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ?mol-1和C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ?mol-1相加,
得方程式:TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=+151kJ?mol-1-394kJ?mol-1=-243KJ?mol-1,
故答案為:TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=-243KJ?mol-1
(5)TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g),該反應(yīng)是可逆反應(yīng),碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行,
故答案為:碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度,使平衡向右移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行.
點(diǎn)評:本題考查了熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫等知識點(diǎn),難度不大,注意熱化學(xué)反應(yīng)方程式相加減時(shí),反應(yīng)熱應(yīng)相應(yīng)的加減.
練習(xí)冊系列答案
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(2011?自貢模擬)阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,下列敘述正確的是( 。
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④7.8g過氧化鈉粉末與足量二氧化硫反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
⑤46g二氧化氮與四氧化二氮的混合氣體的平均分子量46<M<92
⑥11.2LCl2通入足量氫氧化鈉溶液中充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)等于0.5NA
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I.
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已知:C的摩爾質(zhì)量是同溫同壓下氫氣質(zhì)量的28倍;I能發(fā)生銀鏡反應(yīng)且1mol I能與2molH2S生加成反應(yīng);K的結(jié)構(gòu)具有對稱性.試回答下列問題:
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C23H28O6
C23H28O6

(2)E的結(jié)構(gòu)簡式為:

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NaOH水溶液/加熱
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(5)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為:

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6
6
種,①能與FeCl3溶液顯色;②苯環(huán)上只有2個(gè)取代基:③1mol該物質(zhì)最多可消耗3mol NaOH,其中氫原子共有五種不同環(huán)境的是(寫結(jié)構(gòu)筒式)

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