【題目】四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下:

回答下列問題:

(1)中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生:

2Fe3Fe=3Fe2

2TiO2(無色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H2O

Ti3(紫色)Fe3H2O=TiO2(無色)Fe22H

加入鐵屑的作用是 。

(2)②→③工藝過程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠,該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在 范圍。

(3)若把中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì),還可制得鈦白粉。已知25 ℃時,Ksp[Fe(OH)3]2.79×1039,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常數(shù)K 。

(4)已知:TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g) ΔH=+140 kJ·mol1

2C(s)O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol1

寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4CO氣體的熱化學(xué)方程式:

(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫出一項)。

(6)依據(jù)下表信息,要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4,可采用 方法。


TiCl4

SiCl4

熔點/℃

25.0

68.8

沸點/℃

136.4

57.6

【答案】(1)使Fe3還原為Fe2;保護TiO2不被Fe3氧化

(2)109 m107 m(或其他合理答案)

(3)2.79×103

(4)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g) ΔH=-81 kJ·mol1

(5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)

(6)蒸餾(或分餾或精餾)

【解析】試題分析:(1)往中加入鐵屑至浸出液顯紫色,說明浸出液中含有鈦離子,由方程式可知,鐵離子氧化鈦離子,加入鐵屑做還原劑,將鐵離子還原為亞鐵離子,生成Ti3+,保護Fe2+不被氧化。(2)控制調(diào)價以形成溶膠,說明得到膠體,其分散質(zhì)顆粒直徑為10-9~10-7m。(3)平衡常數(shù)=c(Fe3+)/(H+)3=Ksp/KW=2.79×10-39/(10-14)3=2.79×103。(4)根據(jù)蓋斯定律分析反應(yīng)①+反應(yīng)即可,得到熱化學(xué)方程式為:TiO2(s)2C(s)2Cl2(g)TiCl4(l)2CO(g) △H=-81kJ·mol-15)由工藝流程可知,生成中產(chǎn)生廢氣、廢液、廢渣等不符合綠色化學(xué)理念。(6)由表中數(shù)據(jù)分析可知,SiCl 4TiCl 4,為液體,要精制含有少量SiCl 4雜質(zhì)的TiCl 4,可采用蒸餾或分餾的方法。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Cl2+S2-=2Cl-+S↓的離子反應(yīng)中,S2-代表的物質(zhì)可以是(

A.H2SB.KHSC.FeSD.Na2S

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于溶液的敘述中不正確的是

A. pH的鹽酸與醋酸稀釋后pH的變化如下圖所示,則曲線II表示的是醋酸的稀釋圖象

B. 溶有等物質(zhì)的量的NaCN、NaHCO3的溶液中:c(HCN)+C(CN-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)

C. 25℃時,濃度均為0.1 mol·L-1CH3COOH、CH3COONa的溶溶液體積液等體積混合后pH=4c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)

D. 已知某溫度下Ksp(CH3COOAg)=2.8×10-3,濃度均為0.1 mol·L-1AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定能產(chǎn)生CH3COOAg沉淀

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)選擇正確的表述

A. a反應(yīng)的離子方程式可能是:2Fe2+ +4Br+3Cl2 =2Fe3+ +2Br2 +6Cl

B. b反應(yīng)中產(chǎn)生無色無味氣體,說明HClO的酸性強于H2CO3

C. c反應(yīng)的現(xiàn)象中知可以直接利用硝酸銀溶液檢驗Cl

D. d反應(yīng)的最終現(xiàn)象是紫色石蕊溶液褪色,因為Cl2具有漂白性

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)烷烴的敘述中,不正確的是

A. 在烷烴分子中,所有的化學(xué)鍵都為單鍵

B. 所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)

C. 烷烴分子的通式為CnH2n+2,符合該通式的烴不一定是烷烴

D. 隨著碳原子的增加,烷烴的熔、沸點逐漸升高。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CO、CO2是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣,為減少對環(huán)境造成的影響,發(fā)電廠試圖采用以下方法將其資源化利用,重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

(1)COCl2在催化劑的作用下合成光氣(COCl2)。某溫度下,向2L的密閉容器中投入一定量的COCl2,在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng):CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ;ΔH = a kJ/mol反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)如下表:

t/min

n(CO)/mol

n(Cl2)/mol

0

1.20

0.60

1

0.90

2

0.80

4

0.20

①反應(yīng)0~2min末的平均速率v(COCl2)=______mol/(L·min)。

②在2min~4min間,v(Cl2) _________v(CO) (“>”、“=”“<”), 該溫度下K = _____。

已知X、L可分別代表溫度或壓強,下圖表示L一定時,CO 轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。

X代表的物理量是 __________;a_____ 0 (“>”,“=”“<”)。

(2)在催化劑作用下NOCO轉(zhuǎn)化為無毒氣體: 2CO(g)2NO(g) 2CO2(g)N2 (g) ;ΔH=748 kJ·mol-1

①一定條件下,單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時,隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是 ________________

②已知:測定空氣中NOCO 含量常用的方法有兩種:方法1:電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應(yīng)式為________________。方法2:氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣、將氮氧化物轉(zhuǎn)化為強酸,用酸堿中和滴定法測定強酸依度。寫出NO H2O2溶液反應(yīng)的離子方程式:________________________________。

(3)NO2 會污染環(huán)境,可用Na2CO3 溶液吸收NO2 并生成CO2,已知9.2g NO2氣體和Na2CO3 溶液完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,恰好反應(yīng)后,使得溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱堿性,則溶液中存在的所有離子濃度大小關(guān)系是_____________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】軟質(zhì)隱形眼鏡材料W、樹脂X的合成路線如圖所示.

已知:

(1)A中含有的官能團的結(jié)構(gòu)簡式是
(2)甲的結(jié)構(gòu)簡式是
(3)B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式是
(4)B有多種同分異構(gòu)體.屬于酯且含有碳碳雙鍵的同分異構(gòu)體共有種(不考慮順反異構(gòu).
(5)已知F的相對分子質(zhì)量為110,1molF可與足量鈉反應(yīng)生成22.4L氫氣(標(biāo)準狀況下),
苯環(huán)上的氫原子化學(xué)環(huán)境都相同.則F還能發(fā)生的反應(yīng)是(填序號)
a.加成反應(yīng) b.氧化反應(yīng) c.加聚反應(yīng) d.水解反應(yīng)
(6)寫出樹脂X可能的結(jié)構(gòu)簡式(寫出一種即可).
(7)E的分子式為C10H14O2 , 含三個甲基,苯環(huán)上的一溴代物有兩種,生成E的化學(xué)方程式是

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將純水加熱至較高溫度,下列敘述正確的是( 。
A.水的離子積變大、pH變小、呈酸性
B.水的離子積變大、pH變小、呈中性
C.水的離子積變小、pH變大、呈堿性
D.水的離子積不變、pH不變、呈中性

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示:在B槽中裝有100mL水,容積為a mL的試管A充滿了NO2和NO的混合氣體(標(biāo)準狀況),將試管A倒插入B槽的水中,充分反應(yīng),試管A中余下氣體的體積為0.6amL。

(1)將A倒插入B水槽中發(fā)生的反應(yīng)為________________________________ ,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為__________ ,原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為________

(2)通過導(dǎo)氣管C往余下氣體的試管A中緩慢持續(xù)通入氧氣,A中可能觀察到的現(xiàn)象是: __________

(3)當(dāng)試管A中充滿氣體時停止通入氧氣,然后將試管取出水槽,水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為_________ (設(shè)溶液的體積仍為100mL)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案