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(wèn)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(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(無(wú)色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(無(wú)色)＋Fe2＋＋2H＋
加入鐵屑的作用是                               。
(2)在②→③工藝過(guò)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(xiě)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(xiě)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
 

(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)

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

（8分）取100mL FeCl3、AlCl3的混合溶液，逐滴加入物質(zhì)的量濃度為1 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液的體積（單位為mL）關(guān)系如下圖所示。

按要求回答：
（1）a點(diǎn)對(duì)應(yīng)沉淀的物質(zhì)的量是       mol；此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是             。
（2）b點(diǎn)對(duì)應(yīng)沉淀的物質(zhì)的量是       mol；原溶液中c（AlCl3）=       mol·L－1。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

工業(yè)上用某礦渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取銅的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ的名稱為_(kāi)_______；在空氣中灼燒固體混合物D時(shí)，用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有________(填儀器名稱)。
(2)濾液A中鐵元素的存在形式為_(kāi)_______(填離子符號(hào))，生成該離子的離子方程式為_(kāi)___________________________________________，檢驗(yàn)濾液A中存在該離子的試劑為_(kāi)_______(填試劑名稱)。
(3)金屬單質(zhì)E與固體混合物F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________。
(4)常溫下，等pH的NaAlO2和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c(OH－)前者為后者的108倍。則兩種溶液的pH＝________。
(5)從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測(cè)定粗銅樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，涉及的主要步驟：稱取一定質(zhì)量的樣品→________________→過(guò)濾、洗滌、干燥→稱量剩余固體銅的質(zhì)量。(填缺少的操作步驟，不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié))

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題。
(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過(guò)量鹽酸后溶液中大量存在的陽(yáng)離子是             ；Y與過(guò)量濃硝酸反應(yīng)后溶液中含有的鹽的化學(xué)式為                               。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等離子，向其中加入過(guò)量的NaOH溶液后，過(guò)濾，將濾渣高溫灼燒，并將灼燒后的固體投入過(guò)量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽(yáng)離子是       。
A．Mg2＋      B．Fe2＋        C．Al3＋       D．Cu2＋
(3)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問(wèn)題：
①操作Ⅰ的名稱是       ；操作Ⅱ的名稱是       ；操作Ⅱ的方法為                               。
②請(qǐng)寫(xiě)出生成FeCO3沉淀的離子方程式：                          。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來(lái)提取鎂，主要過(guò)程如下：

回答下列問(wèn)題：
(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是                            。
(2)從過(guò)程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有         溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)       、       (填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。
(3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程③的實(shí)驗(yàn)裝置圖：

其中裝置A的作用是                                             。
(4)寫(xiě)出過(guò)程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                                       。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

某研究性學(xué)習(xí)小組就Na2O2的有關(guān)性質(zhì)探究如下：向滴有酚酞的水中
投入一定量的Na2O2，觀察到先有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變紅，過(guò)一會(huì)兒溶液又變?yōu)闊o(wú)色。
對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中溶液變紅，過(guò)一會(huì)兒又退色的原因，甲、乙兩同學(xué)提出了不同的解釋：
甲同學(xué)認(rèn)為是Na2O2與水反應(yīng)放出氧氣，氧氣有氧化性，將酚酞氧化而使溶液退色；
乙同學(xué)則認(rèn)為是Na2O2與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了H2O2，H2O2的強(qiáng)氧化性使酚酞退色。
(1)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的猜想是正確的：在滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加3%的H2O2溶液并振蕩。
①若乙同學(xué)的猜想正確，可觀察到的現(xiàn)象是                               。
②甲同學(xué)針對(duì)乙同學(xué)的上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)提出還應(yīng)增做實(shí)驗(yàn)才能更直接證明Na2O2與水反應(yīng)生成了H2O2，甲同學(xué)提出要增加的實(shí)驗(yàn)是什么？
(2)試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明甲同學(xué)的解釋是否正確(畫(huà)出簡(jiǎn)易裝置圖，說(shuō)明簡(jiǎn)要步驟)。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

CoxFe3－xO4磁粉是一種比較好的高矯頑力磁粉。工業(yè)上以FeSO4為原料制備CoxFe3－xO4的主要步驟如下：

（1）步驟①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下攪拌生成FeOOH晶種。生成晶種的化學(xué)方程式為      ；
（2）步驟②將晶種移到放有FeSO4溶液和鐵皮的生長(zhǎng)槽中，升溫到60℃，吹入空氣，待晶種長(zhǎng)大到一定尺寸后，過(guò)濾、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生長(zhǎng)槽中放入鐵皮的目的是      ，吹入空氣的作用為        。
（3）步驟③將FeOOH在200～300℃下加熱脫水，生成紅色Fe2O3。實(shí)驗(yàn)室完成該操作需要下列儀器中的        (填字母)。
a．蒸發(fā)皿　　b．燒杯　　c．坩堝　　d．泥三角　　e．酒精燈
（4）步驟④通入H2，加熱至300～400℃，生成Fe3O4。通入H2前要向加熱爐中通入N2，其作用為        。
（5）步驟⑤加入CoSO4溶液，所得粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥即得成品。檢驗(yàn)粗產(chǎn)品洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是        。
（6）某研究小組欲用鋰離子電池正極廢料(含LiCoO2、鋁箔、鐵的氧化物)制備CoSO4·7H2O晶體。下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算)。

金屬離子
開(kāi)始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Fe2＋
5.8
8.8
Co2＋
6.9
9.4
 
請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：
①用N－甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正極廢料，使LiCoO2與鋁箔分離，得到LiCoO2粗品并回收鋁。
②        。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH約為5，過(guò)濾。
④        。
⑤將Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，得到CoSO4·7H2O晶體。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。
(1)實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2(s)＋CCl4(g) TiCl4(g)＋CO2(g)，在無(wú)水無(wú)氧條件下制備TiCl4，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下：

有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表：

物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
其他
CCl4
－23
76
與TiCl4互溶
TiCl4
－25
136
遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧
 
儀器A的名稱是________。裝置E中的試劑是________。反應(yīng)開(kāi)始前依次進(jìn)行如下操作：組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括：①停止通N2�、谙缇凭珶簟、劾鋮s至室溫。正確的順序?yàn)開(kāi)_______(填序號(hào))。欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是________。
(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括：
酸溶　FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)
水解　TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq)
簡(jiǎn)要工藝流程如下：

①試劑A為_(kāi)_______。鈦液Ⅰ需冷卻至70 ℃左右，若溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2產(chǎn)率降低，原因是__________________________________________
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入鹽酸并振蕩，滴加KSCN溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象，再加H2O2后出現(xiàn)微紅色，說(shuō)明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是________。這種H2TiO3即使用水充分洗滌，煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃，發(fā)黃的雜質(zhì)是____________________(填化學(xué)式)。

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