鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦,我國(guó)的鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界首位。含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制取TiO2的流程如下:

(1)Ti的原子序數(shù)為22,Ti位于元素周期表中第_________周期,第_________族。

(2)步驟①加Fe的目的是:______________________________________________;

步驟②冷卻的目的是:__________________________________________________。

(3)上述制備TiO2的過(guò)程中,可以利用的副產(chǎn)物是____________;考慮成本和廢物綜合利用因素,廢液中應(yīng)加入____________處理。

(4)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟為:

TiO2TiCl4Ti

已知:①C(s)+O2(g)====CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g) ====2CO2(g);ΔH=-566 kJ·mol-1

③TiO2(s)+2Cl2(g) ====TiCl4(s)+O2(g);ΔH=+141 kJ·mol-1

則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) ====TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=____________。

反應(yīng)TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti在Ar環(huán)境中進(jìn)行的理由是______________________。

解析:認(rèn)真審題,發(fā)現(xiàn)第(1)(4)兩問(wèn)分別涉及Ti在周期表中的位置和熱化學(xué)方程式的加合性,游離于“流程圖”之外,而(2)(3)兩問(wèn)與“流程圖”密切相關(guān)。

由FeTiO3制取TiO2,要實(shí)現(xiàn)鐵元素和鈦元素的分離:經(jīng)過(guò)H2SO4處理后,F(xiàn)e3+、Fe2+用鐵還原為Fe2+之后在低溫下析出FeSO4·7H2O晶體;TiO2+水解得到H2TiO3后煅燒而得到TiO2。涉及的化學(xué)方程式有:

Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO43+3H2O、FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O、Fe+Fe2(SO43====3FeSO4、TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4、

H2TiO3TiO2+H2O。

那么步驟①中加Fe是為了還原Fe3+,②中冷卻是為了讓FeSO4·7H2O析出?衫玫母碑a(chǎn)物是綠礬,而廢液主要是廢酸,宜加入石灰或廢堿(成本低)來(lái)處理。

答案:(1)4  ⅣB

(2)將Fe3+還原為Fe2+   析出(或分離、或得到)FeSO4·7H2O

(3)FeSO4·7H2O  石灰(或碳酸鈣、廢堿)

(4)-80 kJ·mol-1[由①×2-②+③而得。]

防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2011?淮南二模)鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的“21世紀(jì)金屬”金屬,應(yīng)用前景廣泛.如圖所示,將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率,減少環(huán)境污染.請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?BR>
(1)電解食鹽水總反應(yīng)的離子方程式是
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2

(2)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式
2FeTiO3+6C+7Cl2
 電解 
.
 
2TiCl4+2FeCl3+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2
 電解 
.
 
2TiCl4+2FeCl3+6CO
;
(3)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol;②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)△H=-770kJ/mol.
下列說(shuō)法中正確的是
C
C
;
A.Mg的燃燒熱為641kJ/mol
B.Ti的能量一定比TiCl4
C.等質(zhì)量的Mg(s)、Ti(s)足量的氯氣反應(yīng),前者放出的熱量多
D.該冶煉Ti法對(duì)環(huán)境友好
(4)某廠日合成甲醇8.1t,理論上需氫氣
0.5
0.5
t (不考慮生產(chǎn)過(guò)程中的損失).
(5)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.該電池中正極上的電極反應(yīng)式是
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

鈦(Ti )被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬.如下圖所示,將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率,減少環(huán)境污染.請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?BR>
(l)電解飽和食鹽水時(shí),總反應(yīng)的離子方程式是
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2

(2)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式(不用寫條件)
2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO

(3)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ?mol-1
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)△H=-770kJ?mol-1
則2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s)△H=
-512kJ/mol
-512kJ/mol

反應(yīng)2Mg(s)+TiCl4(s)2MgCl2(s)+Ti,在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是:
Mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可以防止被氧化.
Mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可以防止被氧化.

(4)在上述產(chǎn)業(yè)鏈中,合成96t 甲醇理論上需額外補(bǔ)充H2
5
5
 t (不考慮生產(chǎn)過(guò)程中物質(zhì)的任何損失).
(5)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.已知該燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,正極發(fā)生的電極方程式為:3O2+6H2O+12e-=12OH-.該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是
2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料.制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦,我國(guó)的鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界首位.含有Fe2O3的鈦鐵礦(FeTiO3)制取TiO2的流程如下:
(1)Ti的原子序數(shù)為22,Ti位于元素周期表中第
周期,第
ⅣB
ⅣB
族.
(2)步驟①加Fe的目的是
將Fe3+還原為Fe2+
將Fe3+還原為Fe2+
;步驟②冷卻的目的是
析出(或分離、或得到)FeSO4?7H2O
析出(或分離、或得到)FeSO4?7H2O

(3)上述制備TiO2的過(guò)程中,可以利用的副產(chǎn)物是
FeSO4?7H2O
FeSO4?7H2O
;考慮成本和廢物綜合利用因素,廢液中應(yīng)加入
石灰(或碳酸鈣、廢堿)
石灰(或碳酸鈣、廢堿)
處理.
(4)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟為:已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566kJ?mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g);△H=+141kJ?mol-1則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H=
-80kJ?mol-1
-80kJ?mol-1
.反應(yīng)TiCl4+2Mg=2MgCl+Ti 在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是
防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用
防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2012?資陽(yáng)二模)鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三大金屬,我國(guó)四川攀枝花和西昌地區(qū)的釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量十分豐富.如圖所示,將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率,減少環(huán)境污染.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)電解飽和食鹽水時(shí),總反應(yīng)的離子方程式是
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2

(2)寫出釩鈦磁鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式:
2FeTiO3+6C+7Cl2
 電解 
.
 
2TiCl4+2FeCl3+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2
 電解 
.
 
2TiCl4+2FeCl3+6CO

(3)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)═MgCl2(s)△H=-641kJ/mol
②Ti(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)△H═-770kJ/mol
下列說(shuō)法正確的是
CD
CD
(填字母).
a.Mg的燃燒熱為641kJ/mol
b.Ti的能量一定比TiCl4的高
c.等質(zhì)量的Mg(S)、Ti(S)與足量的氯氣反應(yīng),前者放出的熱量多
d.MG還原TiCl4的熱化學(xué)方程式為2Mg(S)+TiCl4(s)═2MgCl2(S)+Ti(s)△H=-512kJ/mol
(4)在上述產(chǎn)業(yè)鏈中,合成192t甲醇理論上需額外補(bǔ)充H2
10
10
t.(不考慮生產(chǎn)過(guò)程中物質(zhì)的任何損失)
(5)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是
2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的“21世紀(jì)金屬”金屬,應(yīng)用前景廣泛.如圖所示,將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率,減少環(huán)境污染.
精英家教網(wǎng)
(1)電解食鹽水總反應(yīng)的離子方程式是
 

(2)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式
 
;
(3)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol;
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)△H=-770kJ/mol.
下列說(shuō)法正確的是
 
;
A.Mg的燃燒熱為641kJ/mol       
B.Ti的能量一定比TiCl4
C.該冶煉Ti法對(duì)環(huán)境友好
D.等質(zhì)量的Mg(s)、Ti(s)足量的氯氣反應(yīng),前者放出的熱量多
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.該電池中正極的電極反應(yīng)式
 

(5)若日產(chǎn)甲醇(CH3OH)8t,理論上需多少t氫氣 (不考慮生產(chǎn)過(guò)程中的損失).
 

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