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四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3+Fe=3Fe2
2TiO2(无色)+Fe+4H=2Ti3(紫色)+Fe2+2H2O
Ti3(紫色)+Fe3+H2O=TiO2(无色)+Fe2+2H
加入铁屑的作用是                                                
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在       范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H??Fe3+3H2O的平衡常数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
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:                                                                
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是       (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6
 

(1)使Fe3还原为Fe2;保护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)产生三废(或其他合理答案)
(6)蒸馏(或分馏或精馏)

解析

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

某同学对一无色透明溶液进行分析得出该溶液中含有下列某组离子,你认为该组离子应该是(    )

A.Al3+、NO3、K+、SO42ˉ B.Ca2+、H+、CO32ˉ、AlO2
C.OHˉ、SO42ˉ、NH4+、Al3+ D.Fe3+、Mg2+、NO3ˉ、Clˉ

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

【化学–选修2:化学与技术】(15分)
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:

(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成                          
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是                            。(写一种即可)
(3)已知CrO42在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42+2H+= Cr2O72+H2O;     3CrO42+4H+= Cr3O102+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是                                    
② 混合溶液乙中溶质的化学式是                 
(4)在含Cr2O72废水中存在着平衡:Cr2O72+H2O2CrO42+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式K=       ,若继续加水稀释,平衡将    移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:
□Cr2O72+□S2+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32+□OH

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子
、Cl
阳离子
Al3、Cu2、Mg2、Na
 
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂Y的体积(V)的关系如图所示。

①若Y是盐酸,则溶液中含有的金属阳离子是____________________________,
ab段发生反应的总离子方程式为______________________________________,
表中Oa段与Y溶液反应的离子的物质的量之比为__________[要标明离子符号,如n(Na)]。
②若Y是NaOH溶液,则bc段反应的离子方程式为
_________________________________________________________________。
若不考虑离子的水解因素,忽略H和OH的影响,且溶液中只存在4种离子,则它们的离子个数比为____________________________________________[按阳离子在前,阴离子在后,高价在前,低价在后的顺序排列]。
(2)锡为第ⅣA族元素,锡的单质和化合物与某些物质的化学性质上有许多相似之处。已知锡元素具有如下性质:
Sn4+Sn=2Sn2
2Sn2+O2+4H=2Sn4+2H2O;
2H+SnOSn(OH)2Sn2+2OH
试回答:
①锡溶于盐酸,再向反应后的溶液中通入氯气,有关反应类似于铁的相应变化,试写出有关反应的离子方程式:
___________________________________,________________________________。
②将①中溶液蒸干后继续加热所得固体,变化过程类似于FeCl3溶液相应的变化,则最后得到的固体物质是(分子式)__________。
③若可用SnCl2溶液与过量的碱溶液反应的方法制Sn(OH)2, 该碱是__________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式:                                        
(2)下列三种情况下,离子方程式与 (1)相同的是       (填序号)。
A.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性
B.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42恰好完全沉淀
C.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(3)若缓缓加入稀硫酸直至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用如图中的       (填序号)曲线表示。

(4)若有一表面光滑的塑料小球悬浮于Ba(OH)2溶液中央,如图所示。向该烧杯中缓缓注入与Ba(OH)2溶液等密度的稀硫酸至恰好完全反应。在此实验过程中,小球将       

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

实验室有NaHSO4、Ba(OH)2、NH3·H2O、NaHCO3、KAl(SO4)2五种无
色溶液,现欲通过它们之间的相互反应的现象对其进行鉴别。部分物质间的反应现象如下表。

表中“↑”表示生成气体物质,“↓”表示生成沉淀。
根据以上信息,回答以下问题。
(1)B、E的化学式分别为________、________。
(2)写出A的电离方程式:________。
(3)C、D两溶液反应的离子方程式为________。
(4)向含有0.1 mol溶液的D溶液中滴加E溶液,所生成沉淀的物质的量之和最多为________mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为                                                。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是                                     
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是                                  
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。

①电源负极为      极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为:                       
                           
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工厂的工业废水,不可直接往江河湖海中排放,否则会造成严重公害。某河道两旁有甲、乙两厂,它们排出的工业废水各含有K、Fe3、Ba2、Ag、Cl、SO42、NO3、OH中的四种。又知甲厂污水pH>7。
(1)甲厂污水中含有的四种离子可能是:_______________________________。
(2)乙厂污水中含有的四种离子可能是:______________________________。
(3)对乙厂废水进行处理,方法之一,可往废水中加入一定量的________(选填
“活性碳”“硫酸亚铁”或“铁粉”),可以回收其中的金属__________(填
元素符号)。
(4)消除污染的另一种重要措施是将甲、乙两厂的废水按比例混合,可使废水中的________(填离子符号)转化为沉淀,从而大大降低污染程度。过滤后所得废水主要含________,可用于浇灌农田。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

常见的五种盐A、B、C、D、E,它们的阳离子可能是Na、NH4+、Cu2、Ba2、Al3、Ag、Fe3,阴离子可能是Cl、NO3-、SO42-、CO32-,已知:
①五种盐均溶于水,水溶液均为无色。
②D的焰色反应呈黄色。
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性,D的溶液呈碱性。
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀。
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中沉淀消失。
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。
请回答下列问题:
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是____________;所含阴离子相同的两种盐的化学式是__________________。
(2)D的化学式为__________________,D溶液显碱性的原因是_________________(用离子方程式表示)。
(3)A和C的溶液反应的离子方程式是______________________________________;
E和氨水反应的离子方程式是____________________________________________。
(4)若要检验B中所含的阳离子,正确的实验方法是______________________________。

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