【題目】(13分)

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

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

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):_______________。

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__________________________。

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】

1)①TiO2(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、FeCl32)氯化硅、136~181

【解析】(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=ΔH1+ΔH2=(-220.9 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1,正確答案:TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) H=-45.5kJ/mol。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。正確答案:> 、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。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。正確答案:飽和食鹽水 FeCl2溶液、NaOH溶液資料中已經(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。正確答案:MgCl2、AlCl3、FeCl3。 (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正確答案:四氯化硅、136~181。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象

結(jié)論

A

含HCl、BaCl2溶液

產(chǎn)生白色沉淀

SO2有還原性

B

H2S溶液

產(chǎn)生黃色沉淀

SO2有氧化性

C

酸性KMnO4溶液

紫色溶液褪色

SO2有漂白性

D

Na2SiO3溶液

產(chǎn)生膠狀沉淀

酸性:H2SO3>H2SiO3

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甲:飽和FeCl3溶液滴加到冷水中;

乙:飽和FeCl3溶液滴加到NaOH溶液中;

丙:飽和FeCl3溶液滴加到沸水中。

1)將丙繼續(xù)加熱煮沸到液體呈紅褐色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________

2)如何用最簡(jiǎn)單的方法判斷丙中是否成功制備膠體?_________________________

3)向經(jīng)過檢驗(yàn)后的丙中逐漸加入稀鹽酸,會(huì)出現(xiàn)一系列變化:

①先出現(xiàn)和乙中相同的現(xiàn)象,原因?yàn)?/span>________________________。

②隨后發(fā)生變化得到和甲相同的溶液,此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為_____________________。

4)向丙中加入電極通電后,Fe(OH)3膠體粒子應(yīng)該移向_______極,說明該膠體粒子帶_____電;提純Fe(OH)3膠體中混有的少量離子可以用的方法是_______。

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【題目】已知0.3 mol·L1酒精溶液的密度為ρ1 g·mL1,0.1 mol·L1酒精溶液的密度為ρ2 g·mL1,其中ρ12,若將上述兩溶液等質(zhì)量混合,所得酒精溶液的物質(zhì)的量濃度是(  )

A. 大于0.2 mol·L1 B. 等于0.2 mol·L1

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【題目】計(jì)算

12.33gBaSO4的物質(zhì)的量________mol。

2標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L N2的物質(zhì)的量________mol

3等質(zhì)量的O2O3在同溫同壓下的體積之比_______。

4同溫同壓同體積的CO2SO2的質(zhì)量之比________。

5同溫同壓下條件下COCO2的密度之比_________。

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