【題目】鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。有鈦鐵礦(主要成分是TiO2和Fe的氧化物)制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下所示:
已知:①TiO2+易水解,只能存在于強酸性溶液中
②TiCl4的熔點-25.0℃,沸點136.4℃;SiCl4的熔點-68.8℃,沸點57.6℃
回答下列問題:
(1)寫出鈦鐵礦酸浸時,主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式_______,加入鐵屑的作用是______。
(2)操作Ⅱ包含的具體操作方法有______________________。
(3)向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2·nH2O,請用恰當?shù)脑砗突瘜W(xué)用語解釋其原因___________,廢液中溶質(zhì)的主要成分是____________(填化學(xué)式).
(4)用金紅石(主要含TiO2)為原料,采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下圖所示:
寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________,制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì),可采用_______________方法除去.欲使16gTiO2完全轉(zhuǎn)化為Ti,至少需要Na物質(zhì)的量為___________。
(5)TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進的方法,電解液為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽,原理如圖所示,則其陰極電極反應(yīng)為:______________________,電解過程中陽極電極上會有氣體生成,該氣體可能含有_______________.
【答案】 TiO2+2H+=TiO2++H2O 使Fe3+還原為Fe2+ 蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾(洗滌) 溶液中存在水解平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2nH2O+2H+,加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng),降低了溶液中c(H+),促進水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移動 Na2SO4 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 蒸餾(或分餾) 0.8mol TiO2+4e-=Ti+2O2- O2、CO、CO2
【解析】本題主要考查對于制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程的評價。
(1)鈦鐵礦酸浸時,主要成分TiO2反應(yīng)成為TiO2+,該反應(yīng)的離子方程式為TiO2+2H+=TiO2++H2O。加入鐵屑的作用是使Fe3+還原為Fe2+。
(2)操作Ⅱ包含的具體操作方法有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。
(3)向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2·nH2O,其原因為:溶液中存在水解平衡:TiO2++(n+1)H2OTiO2nH2O+2H+,加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng),降低了溶液中c(H+),促進水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移動。廢液中溶質(zhì)的主要成分是硫酸殘留的與Na2CO3殘留的Na+組成的Na2SO4。
(4)沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì),可采用蒸餾方法除去.欲使16g即0.2molTiO2完全轉(zhuǎn)化為Ti,至少需要Na物質(zhì)的量為0.2mol×4=0.8mol。
(5)陰極電極反應(yīng)為:TiO2+4e-=Ti+2O2-,電解過程中陽極電極上會有氣體生成,該氣體可能含有O2-氧化而成的O2,以及O2在電解溫度下與石墨電極反應(yīng)生成的CO、CO2。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在反應(yīng)2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,下列說法正確的是( )
A. 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比是2∶5
B. 被氧化的HCl占參加反應(yīng)HCl總分子數(shù)的
C. KMnO4只有一部分發(fā)生還原反應(yīng)
D. KMnO4與HCl恰好分別完全發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】稱取3.68g由BaCl2和NaOH組成的固體混合物一份。配成100 mL溶液,向其中逐滴加入一定濃度的H2SO4溶液,產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量(m)與加入H2SO4溶液體積(V)的關(guān)系如圖。
(1)混合物中n(BaCl2):n(NaOH)為_________________。
(2)當反應(yīng)沉淀達到最大量時,計算常溫下溶液的PH= _________(混合前后溶液體積變化忽略不計)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬鋰燃料電池是一種新型電池,比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無電時也無需充電,用作燃料電池時,可更換正極的水性電解液和卡盒以及負極的金屬鋰就可以連續(xù)使用,分離出的氫氧化鋰可采用電解其熔融物法回收鋰而循環(huán)使用。其工作示意圖見圖,下列說法不正確的是
A. 放電時,負極的電極反應(yīng)式為Li-e-=Li+
B. 熔融的氫氧化鋰用惰性電極電解再生時,金屬鋰在陰極得到
C. 有機電解液可以是乙醇等無水有機物
D. 放電時,正極的電極反應(yīng)式為:2H2O+O2+4e-=4OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)等電子原理:由短周期元素組成的粒子,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,可互稱為等電子體,它們具有相似的結(jié)構(gòu)特性。以下各組粒子結(jié)構(gòu)不相似的是
A. CO和N2 B. O3和NO2— C. CO2和N2O D. N2H4和C2H4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在第n電子層中,當它作為原子的最外層時,容納電子數(shù)最多與第(n-1)層相同;當它作為原子的次外層時,其電子數(shù)比(n-1)層多10個,則對此電子層的判斷正確的是( )
A. 必為K層 B. 只能是L層
C. 只能是M層 D. 可以是任意層
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,在密閉容器里分別充入兩種氣體各1mol,在一定條件下充分反應(yīng)后,恢復(fù)到原溫度時,壓強降低為開始時的1/4。則原混合氣體可能是( )
A. H2和O2 B. HCl和NH3 C. H2和Cl2 D. CO和O2
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