四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:回答下列问题:(

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:回答下列问题:(

题型:福建难度:来源:
四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

魔方格

回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性.该过程中有如下反应发生.
2Fe3++Fe═3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是______.
(2)在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2•nH2O溶胶,该分散质颗粒直径大小在______范围.
(3)若把③中制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉.已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+⇌Fe3++H2O的平衡常数K=______.
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ•mol-1;2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:______.
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点.依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是______(只要求写出一项).
(6)依据如表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用______方法.
答案
举一反三
TiCl4SiCl4
熔点/℃-25.0-68.8
沸点/℃136.457.6
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,说明浸出液中含有Ti3+,由方程式可知,Fe3+氧化为Ti3+,加入铁屑作还原剂,将Fe3+还原为Fe2+,防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+
故答案为:防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+
(2)控制条件以形成TiO2•n H2O溶胶,说明得到胶体,其分散质颗粒直径大小为10-9~10-7m(或1nm-100nm),
故答案为:10-9~10-7m(或1nm-100nm);
(3)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=2.79×10-39,反应Fe (OH)3+3H+⇌Fe3++H2O的平衡常数K=
c(Fe3+)
c3(H+)
=
c(Fe3+)
(
10-14
c(OH-)
)3
=c(Fe3+)×c3(OH-)×1042=2.79×10-39×1042=2.79×103
故答案为:2.79×103
(4)①TiO2 (s)+2Cl2 (g)═TiCl4(l)+O2(g)△H=+140KJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221KJ•mol-1
依据盖斯定律①+②得到:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81KJ•mol-1
故答案为:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81KJ•mol-1
(5)由工艺流程可知,生成中产生废气,废液,废渣等,不符合绿色化学理念,
故答案为:产生了废气,废液,废渣等;
(6)由表中数据可知,SiCl4、TiCl4为液体,二者沸点相差较大,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用蒸馏(或分馏)方法,
故答案为:蒸馏(或分馏);
化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(   )
魔方格
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A.N2(g)+3 H2(g)═2 NH3(l)△H=2(a-b-c) kJ•mol-1
B.N2(g)+3 H2(g)═2 NH3(g)△H=2(b-a) kJ•mol-1
C.
 N2(g)+ H2(g)═NH3(l)△H=(b+c-a) kJ•mol-1
D.
 N2(g)+ H2(g)═NH3(g)△H=(a+b) kJ•mol-1
(1)请用热化学方程式表示:
A.1mol N2(g)与适量H2(g)起反应,生成2mol NH3(g),放出92.2kJ热量______.
B.1mol N2(g)与适量O2(g)起反应,生成2mol NO2(g),吸收68kJ热量______.
(2)随着科学技术的进步,人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求.有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知,CH3OH的燃烧热______(填“大于”、“等于”或“小于”)192.9kJ/mol.已知水的气化热为44kJ/mol,则氢气燃烧热的热化学方程式为______.
下列叙述中,正确的是(  )
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A.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3 kJ•mol-1
B.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6 kJ•mol-1
C.相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)═2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
火箭推进器常以联氨(N2H4) 为燃料、过氧化氢为助燃剂.已知下列各物质反应的热化学方程式:
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H1=-533.23kJ•mol-1;H2O(g)=H2O (l)△H2=-44kJ•mol-1;2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H3=-196.4kJ•mol-1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为(   )
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A.N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=+817.63kJ•mol-1
B.N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.63kJ•mol-1
C.N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-641.63kJ•mol-1
D.N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-817.63kJ•mol-1
按要求完成下列各题.
(1)AgNO3的水溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):______
______;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其中加入硝酸目的是______.
(2)把FeCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是______.
(3)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为______.
(4)某温度下(Kw=10-13),SnCl2溶液中由水电离的c(H+)=10-4mol•L-1,则该溶液的pH为______.
(5)已知:2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)△H=-akJ/mol;2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)△H=-bkJ/mol
则H2S与SO2气体混合生成固体硫和液态水的热化学方程式为______.