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常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。

(1)工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

① 沸腾氯化炉中发生的主要反应为:                             

② 已知:Ti(s) +2Cl2(g)=TiCl4(l)  ΔH=a kJ·mol1

2Na(s) +Cl2(g)=2NaCl(s)  ΔH=b kJ·mol1

Na(s)=Na(l)  ΔH=c kJ·mol1

则TiCl4(l) +4Na(l)=Ti(s) +4NaCl(s)  ΔH=      kJ·mol1

③ TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式                         

(2)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示,二氧化钛电极连接电  极,该极电极反应为:                    。但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中加入固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过),将两极产物隔开,再将石墨改为金属陶瓷电极,并通入一种还原性气体,该气体是               

(3)海绵钛可用碘提纯,原理为:,下列说法正确的是    

A.该反应正反应的ΔH>0

B.在不同温度区域,TiI4的量保持不变

C.在提纯过程中,I2 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区

D.在提纯过程中,I2 可循环利用

 

【答案】

 

(1)①TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO(高温或900℃要注明);②2b-4c-a;

③TiCl4 + 4H2O=Ti(OH)4↓+ 4HCl↑

(2)负  TiO2 +4e=Ti + O2(或:Ca2++2e=Ca;2Ca+TiO2=2CaO +Ti) H2

(3)C D(只选对1个给1分,错选0分)

【解析】

试题分析:化学反应原理的基本内容。

(1)①根据图中箭头指向判断反应物和生成物,利用氧化还原反应配平方程式;②把三个方程式2②-4③-①即可以得到;

(2)该电解池是用二氧化钛生产金属钛的工艺,电解时钛元素由+4变为0价,得到电子,为阴极,连接电源的负极,还可以根据O2-聚集判断;但此法会有石墨失去电子产生CO,改用金属陶瓷电极需加入还原性气体提供电子,故通入H2

(3)A、根据反应方程式判断低温正向进行高温逆向进行,故正向为放热反应,ΔH<0,错误;B、温度不同,平衡发生移动,TiI4的量随着发生变化,错误;C、低温碘单质与钛反应生成气态TiI4,高温下分解得到金属钛和碘单质,所以说I2 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,在该过程中I2 可循环利用正确,故C、D都正确。

考点:考查化学反应原理,涉及反应热的计算、化学方程式书写、电化学中电极判断电极反应式书写及平衡移动等多方面知识。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO2大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:

①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)
不能
不能
(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
-970.2
-970.2
kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物

(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:
TiO2+4e-=Ti+O2-
TiO2+4e-=Ti+O2-

②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是
H2
H2

(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:,下列说法正确的是
d
d

(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.

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科目:高中化学 来源: 题型:

常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应.
(1)工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

①沸腾氯化炉中发生的主要反应为
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO

②已知:Ti(s)+2Cl2 (g)═TiCl4(l);△H=a kJ?mol-1
2Na(s)+Cl2(g)═2NaCl(s);△H=b kJ?mol-1
Na(s)═Na(l);△H=c kJ?mol-1
则TiCl4(l)+4Na(l)═Ti(s)+4NaCl(s);△H=
2b-4c-a
2b-4c-a
kJ?mol-1
③TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式:
TiCl4+4H2O?Ti(OH)4↓+4HCl↑
TiCl4+4H2O?Ti(OH)4↓+4HCl↑

(2)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示,二氧化钛电极连接电源
极,该极电极反应为
TiO2+4e-=Ti+2O2-
TiO2+4e-=Ti+2O2-
.但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中用固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过)将两极产物隔开,再将石墨改为某金属陶瓷电极并通入一种还原性气体,该气体是
氢气
氢气

(3)海绵钛可用碘提纯,原理为Ti(s)+2I2(g)  
>400℃
约1250℃
  TiI4(g),下列说法正确的是
CD
CD
(填字母).
A.该反应正反应的△H>0
B.在不同温度区域,TiI4的量保持不变
C.在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区
D.在提纯过程中,I2可循环利用.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO2大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:

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①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)______(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=______kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的______.
(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,
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阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:______.
②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是______.
(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:
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,下列说法正确的是______.
(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.

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科目:高中化学 来源:2009-2010学年江苏省盐城市高三(上)期中化学试卷(解析版) 题型:解答题

钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO2大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:

①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)______(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=______kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的______.
(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:______.
②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是______.
(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:,下列说法正确的是______.
(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.

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