【題目】TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下:

資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)

化合物

SiCl4

TiCl4

AlCl3

FeCl3

MgCl2

沸點(diǎn)/℃

58

136

181(升華)

316

1412

熔點(diǎn)/℃

69

25

193

304

714

在TiCl4中的溶解性

互溶

——

微溶

難溶

(1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。

已知:TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1

① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:____________________。

② 氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):_______________

③ 氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是__________________________。

④ 氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有_____________。

(2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下:

物質(zhì)a是______________,T2應(yīng)控制在_________

【答案】 TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5kJ/mol > 溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多(或CO2的物質(zhì)的量越少),說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以△H>0 飽和食鹽水、FeCl2溶液、NaOH溶液 MgCl2、AlCl3、FeCl3 四氯化硅 136℃~181℃

【解析】(1)①生成TiCl4和CO的反應(yīng)方程式為TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO,根據(jù)蓋斯定律,兩式相加,得到TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=ΔH1H2=(-220.9 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1。②根據(jù)圖像,隨著溫度的升高,CO的濃度增加,CO2濃度降低,說明升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),即△H>0。③除去氯氣中混有HCl一般采用將氣體通過飽和食鹽水,結(jié)合操作目的,因此先通過飽和食鹽水,然后在通入FeCl2溶液中,最后用氫氧化鈉溶液吸收剩余的Cl2。④資料中已經(jīng)給出“TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)”一覽表,因此氯化過程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液態(tài)TiCl4中,而SiCl4完全溶解在TiCl4中,因此過濾得到粗TiCl4混合液時(shí)濾渣中含有上述難溶物和微溶物。(2)根據(jù)資料,SiCl4的沸點(diǎn)最低,先蒸餾出來,因此物質(zhì)a為SiCl4,根據(jù)流程目的,為了得到純凈的TiCl4,后續(xù)溫度需控制在稍微大于136℃,但小于181℃。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率越大,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。用0.100 mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL濃度均為0.100 mol·L-1 的鹽酸和CH3COOH溶液。利用傳感器測(cè)得滴定過程中溶液的電導(dǎo)率如圖所示。下列說法正確的是(  )

A. 曲線①代表滴定HCl溶液的曲線

B. A點(diǎn)溶液中:c(CH3COO)+c(OH)-c(H)=0.1 mol·L-1

C. 在相同溫度下,A、B、C三點(diǎn)溶液中水的電離程度:C<B<A

D. D點(diǎn)溶液中:c(Cl)=2c(OH)-2c(H)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】標(biāo)準(zhǔn)狀況下有①6.72 L CH4 ②3.01×1023個(gè)HCl ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3,下列對(duì)四種氣體的關(guān)系表示不正確的是

A. 體積④<①<③<② B. 密度①<④<③<②

C. 質(zhì)量④<①<③<② D. 氫原子數(shù)④<②<③<①

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室欲用NaOH固體配制1.0 mol·L-1NaOH溶液240 mL:

(1)配制溶液時(shí),一般可以分為以下幾個(gè)步驟:

①稱量 ②計(jì)算 ③溶解 ④搖勻 ⑤移液 ⑥洗滌 ⑦定容 ⑧冷卻

其正確的操作順序?yàn)?/span>____________________。

(2)本實(shí)驗(yàn)用到的玻璃儀器有________________(至少回答3個(gè))。

(3) 某同學(xué)欲稱量NaOH的質(zhì)量,他先用托盤天平稱量燒杯的質(zhì)量,天平平衡后的狀態(tài)如圖。燒杯的實(shí)際質(zhì)量為________g,要完成本實(shí)驗(yàn)該同學(xué)應(yīng)稱出______g NaOH。

(4)在配制過程中,其他操作都是正確的,下列操作會(huì)引起所配溶液濃度偏高的是_____(填序號(hào))

①?zèng)]有洗滌燒杯和玻璃棒

②轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎有少量灑到容量瓶外面

③容量瓶不干燥,含有少量蒸餾水

④定容時(shí)俯視刻度線

定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面低于刻度線,再加水至刻度線。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2016年IUPAC命名117號(hào)元素為TS(中文名,tián),TS的原子核外最外層電子數(shù)是7.下列說法不正確的是( )

A. TS是第七周期第ⅦA族元素 B. TS的同位素原子具有相同的電子數(shù)

C. TS在同族元素中非金屬性最弱 D. 中子數(shù)為176的TS核素符號(hào)是

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。

(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________

② 反應(yīng)器中NH3還原CO2的化學(xué)方程式:____________。

③ 當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:________。

④ 尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測(cè)定溶液中尿素(M=60 mg·L1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________。

(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:

NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。

① 通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是_________。

② 用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__________。

③ 還原過程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:_______15NNO+□H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列元素中,屬于第三周期的是(  )

A.

B.

C.

D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×105。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。

第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;

第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。

下列判斷正確的是

A. 增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

B. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低

C. 第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃

D. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】H2S和SO2會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放,回答下列各方法中的問題。

Ⅰ.H2S的除去

方法1:生物脫H2S的原理為:

H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O

(1)硫桿菌存在時(shí),F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5×105倍,該菌的作用是______________。

(2)由圖3和圖4判斷使用硫桿菌的最佳條件為______________。若反應(yīng)溫度過高,反應(yīng)速率下降,其原因是______________。

方法2:在一定條件下,用H2O2氧化H2S

(3)隨著參加反應(yīng)的n(H2O2)/n(H2S)變化,氧化產(chǎn)物不同。當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)=4時(shí),氧化產(chǎn)物的分子式為__________

Ⅱ.SO2的除去

方法1(雙堿法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生

NaOH溶液Na2SO3

(4)寫出過程①的離子方程式:____________________________;CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化:

CaO(s)+H2O (l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)

從平衡移動(dòng)的角度,簡(jiǎn)述過程②NaOH再生的原理____________________________________

方法2:用氨水除去SO2

(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。若氨水的濃度為2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH)=_________________mol·L1。將SO2通入該氨水中,當(dāng)c(OH)降至1.0×107 mol·L1時(shí),溶液中的c()/c()=___________________。

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