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)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
2Fe3++Fe===3Fe2+
2TiO2+(無色)+Fe+4H+===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O===TiO2+(無色)+Fe2++2H+
加入鐵屑的作用是_________________________________________________。
(2)在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③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(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=________。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO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(diǎn)。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(xiàng))。 (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(diǎn)/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸點(diǎn)/℃ | 136.4 | 57.6 |
解析 (1)由題目所給的反應(yīng)可以看出加入鐵屑使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,保護(hù)TiO2+不被Fe3+氧化。
(3)由Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39可得c(Fe3+)·c3(OH-)=2.79×10-39
K===
==2.79×103。
(4)利用蓋斯定律:兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加即得所要的熱化學(xué)方程式TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-81 kJ·mol-1。
(5)由工業(yè)流程圖可以得出該生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了工業(yè)三廢。
(6)TiCl4與SiCl4的沸點(diǎn)差異很大,所以采用蒸餾的方法進(jìn)行分離。答案 (1)使Fe3+還原為Fe2+;保護(hù)TiO2+不被Fe3+氧化 (2)10-9 m~10-7 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·mol-1。 (5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案) (6)蒸餾(或分餾或精餾)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
LiFePO4新型鋰離子動(dòng)力電池是綠色能源的新寵。已知該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式為:正極 FePO4+Li++e-==LiFePO4 ,負(fù)極 Li-e-== Li+下列說法中正確的是
A.充電時(shí)電池反應(yīng)為FePO4+Li = LiFePO4
B.充電時(shí)動(dòng)力電池上標(biāo)注“+”的電極應(yīng)與外接電源的正極相連
C.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向正極移動(dòng)
D.放電時(shí),在正極上是Li+得電子被還原
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是 ( )。
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L庚烷含有的分子數(shù)等于0.1 NA
B.常溫下,100 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液中陰離子總數(shù)為0.1 NA
C.分子數(shù)為NA的CO、C2H4的混合氣體體積約為22.4 L,質(zhì)量為28 g
D.3.4 g NH3中含N—H鍵數(shù)目為0.6 NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
在pH=1的溶液中,能大量共存的一組離子或分子是 ( )。
A.Mg2+、Na+、ClO-、NO3-
B.Al3+、NH4+、Br-、Cl-
C.K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42-
D.Na+、K+、SiO32-、Cl-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
下列表示對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式中,不正確的是 ( )。
A.向Mg(HCO3)2溶液中加入過量的NaOH溶液:Mg2++2HCO3-+4OH-
===Mg(OH)2↓+2CO32-+2H2O
B.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42-反應(yīng)完全:2Ba2+
+4OH-+Al3++2SO42-===2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
C.FeBr2溶液中通入過量的Cl2:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
D.向Fe(NO3)2溶液中加入稀鹽酸:3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++NO↑+
2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵,利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下:
(1)電解時(shí)廢舊刀具做陽極,不銹鋼做陰極,HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為____________________________________________________。
(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是____________;厥盏南礈煲捍水配制電解液,目的是回收利用其中的____________。
(3)溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗滌CoC2O4不充分對(duì)最終產(chǎn)品純度并無明顯影響,但焙燒時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染,原因是_______________________ _________________________________________________。
(4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________ _________________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
下列敘述I和敘述II均正確且有因果關(guān)系的是
選項(xiàng) | 敘述I | 敘述II |
A | H2有還原性,濃硫酸有強(qiáng)氧化性 | 不能用濃硫酸干燥H2 |
B | CuS難溶于水和硫酸 | 反應(yīng):H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4可以發(fā)生 |
C | 海水中含有大量的Cl-、Br-等離子 | 向海水中通入F2可大量獲得Cl2、Br2 |
D | SO2具有酸性和漂白性 | 往紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液先變紅再褪色 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
某工廠排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三種金屬離子。以下是某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)除去污水中的金屬離子,并回收綠礬、皓礬(ZnSO4·7H2O)和汞的方案。
【藥品】 NaOH溶液、硫化鈉溶液、硫化亞鐵、稀硫酸、鐵粉
【實(shí)驗(yàn)方案】
【問題探究】
(1)步驟Ⅱ所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
(2)步驟Ⅲ中抽濾的目的是____________,該步驟產(chǎn)生Fe(OH)3的反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________。
(3)步驟Ⅵ中得到硫酸鋅溶液的離子方程式為___________________________ _____________________________________________________________。
(4)欲實(shí)現(xiàn)步驟Ⅴ,需加入的試劑有________、________,所涉及的主要操作依次為__________________________________________________________。
(5)步驟Ⅳ常用的方法是________,該步驟是否對(duì)環(huán)境有影響?________(填“是”或“否”),如有影響,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)綠色環(huán)保方案來實(shí)現(xiàn)步驟Ⅳ的反應(yīng):_____________________________________________________________。
(6)該研究小組的同學(xué)在強(qiáng)堿溶液中,用次氯酸鈉與Fe(OH)3反應(yīng)獲得了高效凈水劑Na2FeO4,該反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
Ⅰ:某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題。(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。
(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為
Ⅱ:下圖A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。
(3)B中若收集到224ml氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則溶解的金屬質(zhì)量為
(4)C中被腐蝕的金屬是__________(填化學(xué)式),A、B、C中鐵被腐蝕的速率,
由快到慢的是順序是_____________(用“>”表示)。
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