(2013?濰坊模擬)TiO
2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有生果用途.
(1)工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO
3,含F(xiàn)eO、Al
2O
3、SiO
2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:2H
2SO
4+FeTiO
3═TiOSO
4+FeSO
4+2H
2O.
①凈化鈦礦石時,是否需要除云雜質(zhì)FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
②凈化鈦礦石時,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;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
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(2)TiO
2可通過下述兩種方法制備金屬鈦;
方法一是電解TiO
2來獲得Ti(同時產(chǎn)生O
2-):將處理過的TiO
2作陰極,石墨為陽極,熔融CaCl
2為電解液,用炭塊作電解槽池.
(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
TiO2+4e-=Ti+2O2
TiO2+4e-=Ti+2O2
.
(4)電解過程中需定期向電解槽池中加入炭塊的原因是
碳單質(zhì)會與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少
碳單質(zhì)會與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少
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方法二是先將TiO
2與Cl
2、C反應(yīng)得到TiCl
4,再用鎂還原得到Ti.因下述反應(yīng)難于發(fā)生:
TiO
2(s)+2Cl
2?(g)?TiCl
4(l)+O
2(g)△H=151kJ/mol
所以不能直接由TiO
2與Cl
2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiO
4.當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入炭塊后,炭塊與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行.
(5)已知:C(s)+O
2(g)═CO
2(g)△H=-394kJ/mol.請?zhí)羁眨?br />TiO
2(s)+C(s)+2Cl
2(g)═TiCl
4(l)+CO
2(g)△H=
-243KJ?mol-1
-243KJ?mol-1
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(6)從化學(xué)平衡的角度秋:往氯化反應(yīng)體系中加入炭塊時,氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是
碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度,使平衡向右移動,導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行;碳與氧氣反應(yīng)放熱,相當(dāng)于升高溫度,平衡向著右移動
碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度,使平衡向右移動,導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行;碳與氧氣反應(yīng)放熱,相當(dāng)于升高溫度,平衡向著右移動
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