【題目】金屬鈦被稱為“21世紀(jì)金屬”。工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)制備TiCl4的主要工藝流程如下:

回答下列問題:

(1)已知酸浸反應(yīng)FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O,則FeTiO3中鐵元素的化合價(jià)為_____。加熱TiOSO4溶液可制備TiO2·nH2O膠體,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。為提高鈦鐵礦的酸浸出率,可采取的辦法除粉碎礦石外,還可以采取的辦法有__________、_______(寫出兩種方法)。

(2)加入A的目的是____(填字母)。

A.防止Fe2+被氧化 B.與Fe3+反應(yīng) C.防Fe2+水解

溶液II經(jīng)操作II可得副產(chǎn)品FeSO4·7H2O,則操作II包括濃縮、冷卻、__________。

(3)常溫下,若溶液II中Fe2+的濃度為0.49mol/L,為防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超過_____。(已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)

(4)鈦酸煅燒得中間產(chǎn)物的化學(xué)方程式為H2TiO3(s) TiO2(s)+H2O(g),上述工藝流程中,氯氣與焦炭均足量時(shí)生成TiCl4的化學(xué)方程式為__________________________。

(5)可利用TiO2通過下述兩種方法制備金屬鈦:

方法一: 通過以下反應(yīng)制備金屬鈦

①TiO2 (s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) △ H=+151kJ/mol

②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti

方法二:將TiO2作陰極,石墨作陽(yáng)極,熔融CaO為電解液,碳?jí)K作電解槽池,電解TiO2制得鈦,陽(yáng)極上一定生成的氣體是___________,可能生成的氣體是______________

從綠色化學(xué)角度,你認(rèn)為上述兩種方法中那種更好,并說明理由___________________________

【答案】 +2 TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(膠體)+H2SO4 升高溫度(或加熱) 適當(dāng)提高酸濃度(適當(dāng)沒有也給分)或攪拌 A 結(jié)晶 過濾 6 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO O2或氧氣 CO2(或CO或CO2、CO) 方法二好,從綠色化學(xué)角度 方法一會(huì)有有毒氣體氯氣參與(答案合理都給分)

【解析】(1)FeTiO3中鈦的化合價(jià)為+4價(jià),氧的化合價(jià)為-2價(jià),故鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià);加熱TiOSO4溶液水解溶液呈酸性,可制備TiO2·nH2O膠體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(膠體)+H2SO4為提高鈦鐵礦的酸浸出率,可采取的辦法除粉碎礦石外,還可以采取的辦法有升高溫度(或加熱)、適當(dāng)提高酸濃度、或攪拌;(2)加入A為鐵粉,其目的是防止Fe2+被氧化,答案選A;溶液II經(jīng)操作II可得副產(chǎn)品FeSO4·7H2O,則操作II包括濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾;(3)常溫下,若溶液II中Fe2+的濃度為0.49mol/L,Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH-)=0.49mol/L×c2(OH-) =4.9×10-17,c(OH-)=,pH=6,故為防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超過6;(4)煅燒后產(chǎn)生的TiO2和氯氣與焦炭均足量時(shí)生成TiCl4和CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;(5)電解TiO2制得鈦,陽(yáng)極上氧離子失電子產(chǎn)生氧氣;石墨電極可能會(huì)與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳或二氧化碳;方法二好,從綠色化學(xué)角度 方法一會(huì)有有毒氣體氯氣參與。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于火法冶煉鋅的工藝記載:爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也。下列說法不正確的是(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅)

A. 該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)

B. 煤炭中起作用的主要成分是C

C. 冶煉Zn的反應(yīng)方程式為:ZnCO3+2CZn+3CO↑

D. 倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組中的離子,能在溶液中大量共存的是

A. K、H、SO、OH B. Na、Ca2、CONO

C. Na、HCl、CO D. Na、Cu2、Cl、SO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在正規(guī)化學(xué)試卷的開始處總有“可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量”一項(xiàng),如H:1 C:12 Cl:35.5 S:32 Cu:64等.請(qǐng)問這些數(shù)值準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是(
A.某種核素的相對(duì)原子質(zhì)量
B.某種核素的近似相對(duì)原子質(zhì)量
C.某種元素的平均相對(duì)原子質(zhì)量
D.某種元素的平均相對(duì)原子質(zhì)量的近似值

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【題目】以酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是( )

A. 燃料電池工作時(shí),正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e===4OH

B. a極是粗銅,b極是純銅時(shí),a極逐漸溶解,b極上有銅析出

C. 電解過程中SO42— 移向b極

D. a、b兩極若是石墨,在相同條件下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的H2體積相等

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【題目】電解原理和原電池原理是電化學(xué)的兩個(gè)重要內(nèi)容.某興趣小組做如下探究實(shí)驗(yàn):

1如圖1為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池裝置,該反應(yīng)的離子方程式為__________________,反應(yīng)前兩電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差15g,導(dǎo)線中通過__mol電子.

2如圖1其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極的電極反應(yīng)式為___________________________________,這是由于NH4Cl溶液顯____性,用離子方程式表示溶液顯此性的原因__________________________________________

3如圖2,其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成型,則乙裝置中石墨電極(1)__極,甲裝置中銅電極上電極反應(yīng)式為_____

4如圖2乙裝置中改為加入400mL CuSO4溶液,一段時(shí)間后,若電極質(zhì)量增重1.28g,則此時(shí)溶液的pH__

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【題目】20℃時(shí),在一容積不變的容器內(nèi)部有一個(gè)不漏氣且可滑動(dòng)的活塞將容器分隔成左右兩室。左室充入氮?dú),右室充入氫氣與氧氣的混合氣體,活塞恰好停留在離左端的1/4處(如下圖左所示),然后引燃?xì)、氧混合氣體,反應(yīng)完畢后恢復(fù)至原來溫度,活塞恰好停在中間(如下圖右所示),如果忽略水蒸氣體積,則反應(yīng)前氫氣與氧氣的體積比可能是

A. 34 B. 45 C. 6:2 D. 37

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【題目】下列化學(xué)過程對(duì)應(yīng)的方程式表示正確的是 ( )

A. 碳酸氫鈉溶液的水解:HCO3-+H2OH3O++CO32-

B. 醋酸的電離:CH3COOH=CH3COO-+H+

C. 碳酸鈣的溶解平衡CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq)

D. 硫化鈉溶液呈堿性的原因:S2-+H2OH2S+2OH-

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【題目】2017年我國(guó)通過蛟龍一號(hào)在東海試采可燃冰成功,可燃冰的主要成分是甲烷。下列說法不正確的是(

A.甲烷屬于烴類B.甲烷是天然氣的主要成分

C.甲烷能發(fā)生取代反應(yīng)D.甲烷能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

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