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    TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

    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化学方程式。

    答：                                                      。

    II．TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：

    “方法一”是电解TiO2来获得Ti（同时产生O2）：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，用碳块作电解槽池。

    （3）阴极反应的电极反应式为___________________________________。

    （4）电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。

    “方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：

    TiO2 (s)＋2Cl2 (g)TiCl4(l)＋O2 (g)   ΔH=＋151 kJ·mol－1

    所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应（即氯化反应）来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。

    （5）已知：C(s)＋O2 (g) = CO2 (g)   ΔH=－394 kJ·mol－1。请填空：

          TiO2 (s)＋C (s)＋2Cl2 (g) = TiCl4 (l)＋CO2 (g)   ΔH= ______________

    （6）从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因。

    答：____________________________________________。

     

    【答案】

     

    （1）不需要 （2分）

    （2）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O （2分）   SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O （2分）

    （3）TiO2＋4e－=Ti＋2O2－（或Ti4＋＋4e－＝Ti）（3分）

    （4）碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少（2分）

    （5）－243 kJ·mol－1（2分）

    （6）碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行（2分）

    【解析】

     

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    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?自贡模拟）TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途．
    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：
    不需要
    不需要
    （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化学方程式．
    Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
    Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
    ；
    SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
    SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
    ．
    II．TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：
    “方法一”是电解TiO2来获得Ti：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池．
    （3）阴极反应的电极反应式为
    TiO2+4e-=Ti+2O2-
    TiO2+4e-=Ti+2O2-
    ．
    “方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti．因下述反应难于发生：
    TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4．当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行．
    （4）已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1．
    请写出TiO2与Cl2、C反应制各TiCl4的热化学方程式：
    TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）；△H=-243KJ?mol-1
    TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）；△H=-243KJ?mol-1
    ．
    （5）从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?潍坊模拟）TiO2在工业生产和日常生活中有生果用途．
    （1）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，是否需要除云杂质FeO？答：
    不需要
    不需要
    （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化学方程式：
    Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
    Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
    ．
    （2）TiO2可通过下述两种方法制备金属钛；
    方法一是电解TiO2来获得Ti（同时产生O2-）：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，用炭块作电解槽池．
    （3）阴极反应的电极反应式为
    TiO2+4e-=Ti+2O2
    TiO2+4e-=Ti+2O2
    ．
    （4）电解过程中需定期向电解槽池中加入炭块的原因是
    碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少
    碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少
    ．
    方法二是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti．因下述反应难于发生：
    TiO2（s）+2Cl2?（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=151kJ/mol
    所以不能直接由TiO2与Cl2反应（即氯化反应）来制取TiO4．当往氯化反应体系中加入炭块后，炭块与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行．
    （5）已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol．请填空：
    TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+CO2（g）△H=
    -243KJ?mol-1
    -243KJ?mol-1
    ．
    （6）从化学平衡的角度秋：往氯化反应体系中加入炭块时，氯化反应能顺利进行的原因是
    碳单质与氧气反应减小产物浓度，使平衡向右移动，导致反应顺利进行；碳与氧气反应放热，相当于升高温度，平衡向着右移动
    碳单质与氧气反应减小产物浓度，使平衡向右移动，导致反应顺利进行；碳与氧气反应放热，相当于升高温度，平衡向着右移动
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

    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化学方程式。

    答：                                                     。

    II．TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：

    “方法一”是电解TiO2来获得Ti（同时产生O2）：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，用碳块作电解槽池。

    （3）阴极反应的电极反应式为___________________________________。

    （4）电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。

    “方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：

    TiO2 (s)＋2Cl2 (g)TiCl4(l)＋O2(g)   ΔH=＋151 kJ·mol－1

    所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应（即氯化反应）来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。

    （5）已知：C(s)＋O2 (g) =CO2 (g)   ΔH=－394 kJ·mol－1。请填空：

          TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2 (g) = TiCl4 (l)＋CO2(g)   ΔH= ______________

    （6）从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因。

    答：____________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年四川省攀枝花市高三第二次统考化学试卷（解析版） 题型：选择题

    TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

    （1）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发生的主要反应为：2H2SO4+FeTiO3 == TOSO4（硫酸氧钛）+FeSO4+2H2O

    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化学方程式：________________。

    步骤③中加热的目的是（请写出必要的化学方程式和文字）:              。

    （2）用TiO2制备金属钛的一种方法是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（1）+O2（g）  △H＝+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4，请说明判断该反应难以发生的理由是_______。当往氯化反应体系中加入碳后，反应在高温条件下能顺利进行生成TiCl4。

    已知：C（s）+O2（g）＝CO2（g）    △H=394 kJ/mol。

    则TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（1）+CO2（g）  △H=________

    从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因是_______________。

    （3）下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个由有机光敏染料（S）涂覆TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

    TiO2/STiO2/S* （激发态）

    TiO2/S* TiO2/S+ + e-

    I3-+2e-3I-

    2TiO2/S*+I3-  2TiO2/S + I3-

    下列关于该电池叙述正确的是        

    A.电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电

    B.电池工作时，是将太阳能转化为电能

    C.电池的电解质溶液中I-和I3- 浓度不会减少

    D.电池中镀铂导电玻璃为正极

     

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