(8分)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
题型:不详难度:来源:
(8分)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: (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·n H2O溶胶,该分散质颗粒直径大小在____________________范围。 (3)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)。 (4)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ,可采用_____________方法。
| TiCl4
| SiCl4
| 熔点/℃
| -25.0
| -68.8
| 沸点/℃
| 136.4
| 57.6
|
|
答案
(8分,各2分) (1)防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+或者将TiO2+还原成Ti3+ (2)其分散质颗粒直径大小为10-9~10-7m(或1nm—100nm) (3)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处产生了废气,废液,废渣等 (4)蒸馏(或分馏)等方法 |
解析
略 |
举一反三
(6分)请根据题目要求回答下列问题: (1)工业接触法制硫酸的生产中用到的设备有:①沸腾炉② , ③吸收塔,写出设备②中,发生的主要反应的化学方程式 。 (2)已知SO2转化为SO3的反应为放热反应,下图中正确的是 (填序号)。
(3)在吸收塔中,为了提高SO3的吸收率,工业上选择的吸收剂是 (填序号)。A.H2O | B.稀H2SO4 | C.98.3%H2SO4 | D.NH3·H2O溶液 | (4)在101Kpa时,燃烧1kg含FeS2质量分数为60%的黄铁矿,放出4265kJ的热量(假设杂质不参加反应),则表示FeS2燃烧热的热化学方程式为 。 |
(10分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。 ②ClO2的沸点为283 K,纯ClO2易分解爆炸,常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解 ③HClO2在25 ℃时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当,可视为强酸。 (1)160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为____________________ 。若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个数据是__________________ 。 (2)ClO2发生器中所发生反应的离子方程式为__________________________ (3)吸收塔中为防止产生NaClO2被继续还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2处,还可以选择的还原剂是( )(填序号)A.Na2O2 | B.Na2S | C.FeCl2 | D.KMnO4 | (4)写出吸收塔中发生反应的化学方程式____________________________ (5)从滤液中得到NaClO2·3H2O晶体还必须进行的操作是_____________ (填操作步骤) |
(10分)胆矶(CuSO4•5H20)广泛用于电镀工艺,在医药上用做收敛剂、防腐剂和催吐剂。以下是用铜粉氧化法生产胆矾的流程图:
(1 )写出溶解过程中发生反应的离子方程式:____________ (2)1:1的H2SO4溶液是由l体积98%的H2SO4与1体积水混合而成。配制该硫酸所需的硅酸盐质仪器除玻璃棒外.还需要______、______。 (3)已知氧化亚铜(Cu2O)与稀H2SO4反应有CuSO4和Cu生成。假设焙烧后固体只含铜的氧化物.为检验该固体的成分.下列实验设计合理的是__________________(填字母)。A.加人稀H2SO4,若溶液呈蓝色,说明固体中一定有CuO | B.加人稀H2SO4,若有红色沉淀物生成,说明固体中一定有Cu2O | C.加人稀HNO3,若有无色气体(随即变成红棕色:)产生,说明固体中有Cu2O | D.加人稀HNO3,若固体全部溶解,说明固体中没有Cu2O | (4)取2.50g胆矶样品,逐渐升温加热分解,分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。
①a点时固体物质的化学式为______,c点时固体物质的化学式为______。 ②10000C时发生反应的化学方程式为_________________________ |
(12分)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下:
已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示:
回答下列问题: (1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。 (2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________________________________。 实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有__________。 (3)产品Ⅱ的化学式为_______________,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是: 。 (4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液, |
(16分)我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下: 沉淀池中四种盐在不同温度下的溶解度(g / 100 g水)表
| 0℃
| 10℃
| 20℃
| 30℃
| 40℃
| 50℃
| 60℃
| 100℃
| NaCl
| 35.7
| 35.8
| 36.0
| 36.3
| 36.6
| 37.0
| 37.3
| 39.8
| NH4HCO3
| 11.9
| 15.8
| 21.0
| 27.0
| -①
| -
| -
| -
| NaHCO3
| 6.9
| 8.1
| 9.6
| 11.1
| 12.7
| 14.5
| 16.4
| -
| NH4Cl
| 29.4
| 33.3
| 37.2
| 41.4
| 45.8
| 50.4
| 55.3
| 77.3
| ①>35℃NH4HCO3会有分解 请回答: (1)沉淀池中反应温度控制在30℃~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。 (2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。 (3)副产品的一种用途为 ,写出上述流程中X物质的分子式 。 (4)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。 (5) 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加 。 |
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