Question

在普通的纖維面料中加入一層“納米Ti0₂”可生產(chǎn)自潔面料．工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分為FeTi0₃，含F(xiàn)e₂0₃、Fe0、Si0₂等雜質(zhì)）制取納米級Ti0₂的簡要流程如下：

（1）上述流程中分離出殘渣的操作名稱是

 

．
（2）試劑b的化學(xué)式是

 

，加入過量該試劑的目的是

 

．
（3）③中加熱的目的是

 

（用化學(xué)用語結(jié)合必要的文字進行說明）．
（4）如下圖所示，以熔融Ca0為電解液，電解Ti0₂可獲得Ti．電解時陽極的電極反應(yīng)式是

 

．
（5）已知：25℃、101kPa時，C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
                         2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
                TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（1）+O₂（g）△H₃=+140kJ/mol
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（1）+2CO（g）的△H=

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,熱化學(xué)方程式

專題：

分析：鈦鐵礦主要成分為FeTi0₃，含F(xiàn)e₂0₃、Fe0、Si0₂等雜質(zhì)，由于Si0₂與酸不反應(yīng)，可先加入稀硫酸，充分反應(yīng)后過濾，然后在濾液中加入過量鐵粉，過濾后將濾液進行結(jié)晶操作，分離可得到綠礬，將含有TiO²⁺的溶液進行加熱，促進TiO²⁺的水解生成H₂Ti0₃，焙燒可生成Ti0₂，
（1）可用過濾的方法從溶液中分離出殘渣；
（2）溶液中含有Fe³⁺，加入b生成綠礬，說明b具有還原性，注意不能引入新雜質(zhì)；
（3）TiO²⁺的水解生成H₂Ti0₃，加熱有利于水解；
（4）陽極生成二氧化碳氣體，O^2-被氧化；
（5）先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)的焓變．

解答： 解：鈦鐵礦主要成分為FeTi0₃，含F(xiàn)e₂0₃、Fe0、Si0₂等雜質(zhì)，由于Si0₂與酸不反應(yīng)，可先加入稀硫酸，充分反應(yīng)后過濾，然后在濾液中加入過量鐵粉，過濾后將濾液進行結(jié)晶操作，分離可得到綠礬，將含有TiO²⁺的溶液進行加熱，促進TiO²⁺的水解生成H₂Ti0₃，焙燒可生成Ti0₂，
（1）可用過濾的方法從溶液中分離出殘渣，故答案為：過濾；
（2）溶液中含有Fe³⁺，加入b生成綠礬，說明b具有還原性，注意不能引入新雜質(zhì)，可用鐵粉，故答案為：Fe；將Fe³⁺完全還原為Fe²⁺；
（3）TiO²⁺的水解生成H₂Ti0₃，發(fā)生TiO²⁺+2H₂O?H₂Ti0₃+2H⁺，加熱有利于水解，故答案為：TiO²⁺+2H₂O?H₂Ti0₃+2H⁺，加熱可促進該反應(yīng)正向進行；
（4）陽極生成二氧化碳氣體，O^2-被氧化，電極方程式為C+2O^2--4e^-=C0₂↑或2O^2--4e^-=0₂↑，故答案為：C+2O^2--4e^-=C0₂↑或2O^2--4e^-=0₂↑；
（5）已知①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）△H=+140kJ?mol^-1
TiO₂和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl₄和CO氣體的化學(xué)方程式為：2C+TiO₂+2Cl₂═TiCl₄+2CO，
由蓋斯定律可知2×①-②+③得到2C+TiO₂+2Cl₂═TiCl₄+2CO，其△H=2×（-393.5kJ?mol^-1）+566kJ?mol^-1+140kJ?mol^-1=-81kJ?mol^-1，
故答案為：-81kJ?mol^-1．

點評：本題考查學(xué)生對工藝流程理解、閱讀題目獲取信息能力、化學(xué)平衡的移動原理、氧化還原反應(yīng)及方程式的書寫等，為高頻考點，難度中等，理解工藝流程是關(guān)鍵，需要學(xué)生具有閱讀題目獲取信息能力和靈活運用基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題能力．