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(14分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

Ⅰ.工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):

(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是                    

(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3       的不同。

(3)步骤④反应的化学方程式为________________________________,该反应在氩气中进行的理由是________________________                    ______。

(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有____________。

II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:

方法一:先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。

(5)氯化反应TiO2 (s)+2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) 无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因:                                          

方法二:以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中,碳块为阳极,电极反应式为:2O2ˉ–4eˉ=O2↑;TiO2作阴极,被还原。

(6)阴极的电极反应式为               

(7)电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是                     

 

(14分)

(1)FeTiO3、C(2分)

(2)沸点(1分)

   (3)2Mg + TiCl42MgCl2+ Ti ;防止Mg、Ti被氧化(各2分,共4分)

(4)MgCl2(1分)

(5)碳单质与氧气反应减小产物浓度,平衡不断向右移动,使反应顺利进行(2分)

(6)TiO2+4eˉ=Ti+2O2ˉ(2分)

(7)碳与阳极产生的氧气反应而不断消耗(2分)

解析:

 

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2011?青岛模拟)【化学-物质结构与性质】
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
A 578 1817 2745 11578
B 737 1451 7733 10540
则A通常显
+3
+3
价,A的电负性
B的电负性(填“>”、“<”或“=”);
(2)金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,Ti原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p64s2
;右图为高温超导领域中的一种化合物钙-钛钙(氧化物)晶体结构中蛤有代表性的最小重复单元,在该晶体中每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子有
6
6
个.该晶体的化学式为
CaTiO3
CaTiO3

(3)在①SiO32-、②SO32-、③CH3OH、④CS2、⑤CCl4五种微粒中,中心原子采取sp3杂化的有
②③⑤
②③⑤
(填序号).

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?宿迁模拟)金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料.为了提高资源的利用率,减少环境污染,可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示.

请回答下列问题:
(1)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO

(2)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟,白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3,试写出该反应的化学方程式:
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl

(3)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ?mol-1
1
2
Ti(s)+Cl2(g)=
1
2
TiCl4(l)△H=-385kJ?mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为
2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ?mol-1
2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ?mol-1
,该反应在氩气氛中进行的理由是
Mg和Ti都有强还原性,在Ar气氛中可以防止被氧化
Mg和Ti都有强还原性,在Ar气氛中可以防止被氧化

(4)在上述产业链中,合成96t 甲醇理论上需额外补充H2
5
5
t (不考虑生产过程中物质的任何损失).

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科目:高中化学 来源:2010年河北冀州中学高三年级模拟考试理综试题 题型:填空题

金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
I、工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:

其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO?答:_________(填“需要”或“不需要”)
(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的离子方程式            
II、为了提高资源的利用率,减少环境污染,可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。
w.w.^w.k.&s.5*u.c.#om

(3)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。
(4)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s);△H=一641 kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+Cl2(g)=1/2TiCl4(l);△H=一385 kJ·mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为                                 
该反应在氩气氛中进行的理由是                                
(5)在上述产业链中,合成192 t 甲醇理论上需额外补充H2          t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年福建省高三上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):

(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还 原剂是         ,每生成1mol TiCl4转移              mol电子。

(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3         的不同。

(3)步骤④反应的化学方程式为______________            __________,该反应在氩气中进行的理由是_________                _____________________。

(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有___。

 

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