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·mol-1;
2Na(s) +Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH=b kJ·mol-1;
Na(s)=Na(l) ΔH=c kJ·mol-1;
则:TiCl4(l) +4Na(l)=Ti(s) +4NaCl(s) ΔH= kJ·mol-1。
(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,原理如下图所示,二氧化钛电极连接电源 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,并通入一种无毒的还原性气体,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
【知识点】盖斯定律的应用 电解原理F4 F5
【答案解析】(每空2分,本题共12分)
(1)①TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO(高温或900℃要注明); ②2b-4c-a;
(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::(1)根据流程可知沸腾炉中反应物为氯气、碳和TiO2,反应生成TiCl4和一氧化碳,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;
②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol;
(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol;
(III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol,
将方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),△H=2b-4c-a;
(2)电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,和电源负极相连;电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-,阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体,反应后的生成物没有污染,水没有污染,所以该气体是氢气;
(3)A、大多数化合反应是放热反应,该反应的正反应也是放热反应,则该反应正反应的△H<0,故A错误;
B、高于400℃,钛和氯气反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解,所以在不同温度区域,TiI4的量不同,故B错误;
C、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故C正确;
D、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的量不变,可以循环利用故D正确;
故选CD.
【思路点拨】本题考查电极反应式的书写、热化学反应等知识点,重视利用盖斯定律进行有关计算。
科目:高中化学 来源: 题型:
(1)如图所示的是干冰的晶胞结构。观察此图,发现干冰的晶胞呈________体。在干冰晶体中CO2分子之间通过________结合为晶体。
(2)试判断:①CO2 ②CS2 ③SiO2晶体的沸点由高到低排列的顺序是________>________>________(填写相应物质的编号)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列各组中比值为2:1的是( )
A. pH值均为12的烧碱溶液与氢氧化钡溶液的物质的量浓度之比
B. (NH4)2SO4溶液中c(NH)与c(SO)之比
C.相同温度下,0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的c(H+)之比
D. 100 mL 0.2 mol·L-1的HCl与100 mL 0.1 mol·L-1的HF溶液中c(H+)之比
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀
B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-===Fe3+,继而形成铁锈
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列叙述正确的是( )
| A. | 常温常压下,4.6g NO2气体约含有1.81×1023个原子 |
| B. | 在标准状况下,80g SO3所占的体积约为22.4L |
| C. | 常温下,0.1mol•L﹣1醋酸溶液的pH约为1 |
| D. | 标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应,转移的电子数为2NA |
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科目:高中化学 来源: 题型:
室温下,下列各组离子能大量共存的是( )
| A. | 稀硫酸中:K+、Mg2+、AlO2﹣、S2O32﹣ |
| B. | NaHS溶液中:SO42﹣、K+、Cl﹣、Cu2+ |
| C. | =10﹣13mol•L﹣1溶液中:Fe3+、NH4+、Mg2+、SO42﹣ |
| D. | 通入大量CO2的溶液中:Na+、ClO﹣、CH3COO﹣、HCO3﹣ |
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科目:高中化学 来源: 题型:
某含氧有机化合物A可以作为无铅汽油的抗爆震剂,它的相对分子质量为88.0,其中含碳元素质量分数为68.2%,含氢元素质量分数为13.6%,经红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基,则A的结构简式为( )
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