分析 I.钛铁矿用硫酸溶解,得到溶液中含有TiO2+、Fe2+、Fe3+,加入Fe粉将Fe3+还原为Fe2+,过滤除去不溶物,滤液冷却结晶析出硫酸亚铁晶体,过滤分离,滤液中经过系列转化得到TiO2;
(1)Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铁与水;
(2)加入Fe粉将Fe3+还原为Fe2+;
Ⅱ.(3)在550℃时、氩气环境下,Na与四氯化钛发生置换反应;高温时,Na、Ti易与空气中的氧气等发生反应;
(4)(a)较低温度下有利于反应正向进行,高温下有利于反应逆向进行,说明正反应为放热反应;
(b) 高于400℃,钛和碘反应生成TiI4,大于1250℃TiI4分解;
(c)400℃时碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,I2循环利用;
(d)低温得到TiI4(g),高温下TiI4(g)分解得到Ti(s)与I2(g),在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.
Ⅲ.TiO2直接电解法生产钛,发生还原反应,二氧化钛为阴极,连接电源负极,由示意图可知二氧化钛获得电子生成Ti与氧离子;石墨为阳极,阳极发生氧化反应,氧离子在阳极获得电子生成氧气,会与石墨反应生成CO等有毒气体,石墨改为某金属陶瓷电极并通入一种还原性气体,反应后的生成物没有污染,可以是生成水.
解答 解:I.钛铁矿用硫酸溶解,得到溶液中含有TiO2+、Fe2+、Fe3+,加入Fe粉将Fe3+还原为Fe2+,过滤除去不溶物,滤液冷却结晶析出硫酸亚铁晶体,过滤分离,滤液中经过系列转化得到TiO2;
(1)Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铁与水,反应离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(2)加Fe的作用是:将Fe3+还原为Fe2+,故答案为:将Fe3+还原为Fe2+;
Ⅱ.(3)在550℃时、氩气环境下,Na与四氯化钛发生置换反应,反应方程式为:TiCl4+4Na$\frac{\underline{\;550℃\;}}{氩气}$4NaCl+Ti,高温时,Na、Ti易与空气中的氧气等发生反应,所以该反应需要在Ar气氛中进行,
故答案为:TiCl4+4Na$\frac{\underline{\;550℃\;}}{氩气}$4NaCl+Ti;防止高温下Na(Ti)与空气中的O2(或N2、CO2)作用;
(4)(a)较低温度下有利于反应正向进行,高温下有利于反应逆向进行,说明正反应为放热反应,则该反应正反应的△H<0,故错误;
(b)高于400℃,钛和碘反应生成TiI4,大于1250℃TiI4分解,故B错误;
(c)400℃时碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,I2循环利用,I2的量不变,故错误;
(d)在提纯过程中,高于400℃,钛和碘反应生成TiI4,大于1250℃TiI4分解,所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故正确;
故选:(d);
Ⅲ.(5)TiO2直接电解法生产钛,发生还原反应,二氧化钛为阴极,连接电源负极,由示意图可知二氧化钛获得电子生成Ti与氧离子,阴极电极反应式为:TiO2+4e-=Ti+2O2-,
故答案为:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
(6)石墨为阳极,阳极发生氧化反应,氧离子在阳极获得电子生成氧气,会与石墨反应生成CO等有毒气体,石墨改为某金属陶瓷电极并通入一种还原性气体,反应后的生成物没有污染,可以是生成水,所以该气体是氢气,
故答案为:H2;
(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的量不变,故错误;
(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的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故正确;
故答案为:d;
III.(5)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-;
故答案为:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
(6)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,故答案为:H2.
点评 本题以金属的冶炼为载体,考查化学工艺流程、电解原理、化学平衡移动、信息获取等问题,有利于培养学生分析解决问题能力、信息获取与知识移运用,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 过量氨水与氯化铝溶液反应:Al3++3OH-═Al(OH)3↓ | |
B. | 氢氧化铝溶于稀盐酸中:H++OH-═H2O | |
C. | 氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O | |
D. | 过量氢氧化钠溶液与氯化铝溶液反应:Al3++3OH-═Al(OH)3↓ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 3种 | B. | 4种 | C. | 5种 | D. | 6种 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g•cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
间二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
浓硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
浓硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | CH3COOH的电离程度变大 | B. | c(CH3COO-)增大 | ||
C. | CH3COOH的Ka不变 | D. | 溶液的pH增大 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 溶液和胶体的本质区别是否有丁达尔效应 | |
B. | 用pH试纸测定某新制氯水的pH为4 | |
C. | 酸性氧化物不一定都可与水反应生成酸,金属氧化物不一定是碱性氧化物 | |
D. | 少量SO2和CO2气体分别通入BaCl2溶液中均有白色沉淀产生 |
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