TiO2+2C+2 Cl2= TiCl4+2CO . 碳 TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2 加入足量的鹽酸后過(guò)濾.用蒸餾水洗滌得到鈦(加足量鹽酸目的是除去混合物中剩余的鎂粉)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(2012?深圳二模)鈦(Ti)具有高強(qiáng)度和耐酸腐蝕性,是重要的工業(yè)原料.以金紅石(主要成分為TiO2,含少量Fe2O3、SiO2)為原料可制取Ti.工業(yè)流程如下:

(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等,它們的部分性質(zhì)如下:
物質(zhì) 沸點(diǎn)/°C 在水中  在乙醚中
 TiCl4   136 強(qiáng)烈水解   易溶
 SiCl4   58  強(qiáng)烈水解   易溶
 FeCl3   303(升華) 水解   易溶
從粗TiCl4中精制TiCl4的方法是
B
B
   A.用水溶解后,重結(jié)晶   B.蒸餾   C.用乙醚萃取后,分液
(2)寫出金紅石高溫反應(yīng)制取TiCl4的化學(xué)方程式
TiO2+2C+2Cl2
 高溫 
.
 
TiCl4+2CO
TiO2+2C+2Cl2
 高溫 
.
 
TiCl4+2CO

(3)寫出電解熔融NaCl的化學(xué)方程式
2NaCl (熔融)
 通電 
.
 
2Na+Cl2
2NaCl (熔融)
 通電 
.
 
2Na+Cl2
;陰極產(chǎn)物是

(4)粗鈦產(chǎn)品粉碎后要用鹽酸浸洗.其主要目的是
除去粗鈦產(chǎn)品中剩余的少量鈉,促進(jìn)NaCl晶體析出(Cl-同離子效應(yīng))
除去粗鈦產(chǎn)品中剩余的少量鈉,促進(jìn)NaCl晶體析出(Cl-同離子效應(yīng))

(5)Ti可溶解在濃HF溶液中,請(qǐng)完成下列離子方程式.
1
1
Ti+
6
6
HF-
1
1
TiF62-+
2(H+
2(H+
+
2
2
H2

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某學(xué)習(xí)小組根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)原理設(shè)計(jì)如圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,以獲取甲醇和金屬鈦(Ti).

回答下列問(wèn)題:
(1)在Ⅱ中利用CO和H2可合成甲醇,理論上兩種原料的物質(zhì)的量之比為
1:2
1:2

(2)Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
TiO2+2C
 高溫 
.
 
Ti+2CO↑
TiO2+2C
 高溫 
.
 
Ti+2CO↑

(3)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中Ⅳ、V的目的是
提純金屬鈦
提純金屬鈦

(4)Ⅵ中為甲醇燃料電池,其工作原理如圖2所示;
①該電池工作時(shí),b口通入的物質(zhì)為
氧氣
氧氣

②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
,
③工作一段時(shí)間后,當(dāng)9.6g甲醇完全反應(yīng)時(shí),有
1.8
1.8
NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移.

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二氧化鈦廣泛應(yīng)用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層等,二氧化鈦還可作為制備鈦單質(zhì)的原料.
Ⅰ.二氧化鈦可由以下兩種方法制備:
方法1:可用含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,其中Ti元素化合價(jià)為+4價(jià))制取,其主要流程如下:

(1)Fe2O3與H2SO4反應(yīng)的離子方程式是
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(2)甲溶液中除含TiO2+之外還含有的金屬陽(yáng)離子有
Fe3+、Fe2+
Fe3+、Fe2+

(3)加Fe的作用是
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+
將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+

方法2:TiCl4水解生成TiO2?xH2O,過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2,此方法制備得到的是納米二氧化鈦.
(4)①TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化學(xué)方程式為
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
;
②檢驗(yàn)TiO2?xH2O中Cl-是否被除凈的方法是
取少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈
取少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈

Ⅱ.二氧化鈦可用于制取鈦單質(zhì)
(5)TiO2制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟如下:TiO2
TiCl4
Mg800
Ti
反應(yīng)②的方程式是
TiCl4+2Mg
 800℃ 
.
 
2MgCl2+Ti
TiCl4+2Mg
 800℃ 
.
 
2MgCl2+Ti
,該反應(yīng)需要在Ar氣氛中進(jìn)行,請(qǐng)解釋原因:
防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用
防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用

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納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用.
制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?xH2O,經(jīng)過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2
用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)TiCl4水解生成TiO2?x H2O的化學(xué)方程式為
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl

(2)檢驗(yàn)TiO2?xH2O中Cl-是否被除凈的方法是
取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈
取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈

(3)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是
溶液變?yōu)榧t色
溶液變?yōu)榧t色

(4)滴定分析時(shí),稱取TiO2(摩爾質(zhì)量為M g?mol-1)試樣w g,消耗c mol?L-1 NH4Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為
cVM
1000w
(或
cVM
10w
%)
cVM
1000w
(或
cVM
10w
%)

(5)判斷下列操作對(duì)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果的影響(填 偏高、偏低或無(wú)影響)
①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中,燒杯中的NH4Fe(SO42溶液有少量濺出,使測(cè)定結(jié)果
偏高
偏高
.②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí),俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面,使測(cè)定結(jié)果.

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以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦,生產(chǎn)的工藝流程圖如下,其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

回答下列問(wèn)題:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)屬于
非氧化還原反應(yīng)
非氧化還原反應(yīng)
(選填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”);
(2)反應(yīng)TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是
防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣(或氮?dú)、二氧化碳)作?/div>
防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣(或氮?dú)、二氧化碳)作?/div>;
(3)上述生產(chǎn)流程中加入物質(zhì)A的目的是防止Fe2+被氧化,物質(zhì)A是
Fe
Fe
,上述制備TiO2的過(guò)程中,所得到的副產(chǎn)物及可回收利用的物質(zhì)是
FeSO4?7H2O、Fe、H2SO4
FeSO4?7H2O、Fe、H2SO4

(4)鈦、氯氣和過(guò)量焦炭在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式
2Cl2+TiO2+2C
 高溫 
.
 
TiCl4+2CO
2Cl2+TiO2+2C
 高溫 
.
 
TiCl4+2CO

(5)如果取鈦鐵礦At,生產(chǎn)出鈦Bt(不考慮損耗),則鈦鐵礦中鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
B
A
×100%
B
A
×100%
(用A、B字母表示).

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