四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：

回答下列問題：
(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應發(fā)生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(無色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(無色)＋Fe2＋＋2H＋
加入鐵屑的作用是                               。
(2)在②→③工藝過程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠，該溶膠的分散質顆粒直徑大小在       范圍。
(3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質，還可制得鈦白粉。已知25 ℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應Fe(OH)3＋3H＋??Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝       。
(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學方程式：                               。
(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學理念，該工藝流程中存在的不足之處是       (只要求寫出一項)。
(6)依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜質的TiCl4，可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔點/℃
－25.0
－68.8
沸點/℃
136.4
57.6
 

(1)使Fe3＋還原為Fe2＋；保護TiO2＋不被Fe3＋氧化
(2)10－9 m～10－7 m(或其他合理答案)
(3)2.79×103
(4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1
(5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)
(6)蒸餾(或分餾或精餾)

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（8分）取100mL FeCl3、AlCl3的混合溶液，逐滴加入物質的量濃度為1 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液的體積（單位為mL）關系如下圖所示。

按要求回答：
（1）a點對應沉淀的物質的量是       mol；此時溶液中的溶質是             。
（2）b點對應沉淀的物質的量是       mol；原溶液中c（AlCl3）=       mol·L－1。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)上用某礦渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取銅的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)實驗操作Ⅰ的名稱為________；在空氣中灼燒固體混合物D時，用到多種硅酸鹽質的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有________(填儀器名稱)。
(2)濾液A中鐵元素的存在形式為________(填離子符號)，生成該離子的離子方程式為____________________________________________，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為________(填試劑名稱)。
(3)金屬單質E與固體混合物F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為__________________________________________________。
(4)常溫下，等pH的NaAlO2和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c(OH－)前者為后者的108倍。則兩種溶液的pH＝________。
(5)從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測定粗銅樣品中金屬銅的質量分數(shù)，涉及的主要步驟：稱取一定質量的樣品→________________→過濾、洗滌、干燥→稱量剩余固體銅的質量。(填缺少的操作步驟，不必描述操作過程的細節(jié))

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題。
(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸后溶液中大量存在的陽離子是             ；Y與過量濃硝酸反應后溶液中含有的鹽的化學式為                               。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒，并將灼燒后的固體投入過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是       。
A．Mg2＋      B．Fe2＋        C．Al3＋       D．Cu2＋
(3)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：
①操作Ⅰ的名稱是       ；操作Ⅱ的名稱是       ；操作Ⅱ的方法為                               。
②請寫出生成FeCO3沉淀的離子方程式：                          。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下：

回答下列問題：
(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是                            。
(2)從過程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有         溶液的燒杯中，充分攪拌后經(jīng)       、       (填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。
(3)下圖是該興趣小組設計進行過程③的實驗裝置圖：

其中裝置A的作用是                                             。
(4)寫出過程④中發(fā)生反應的化學方程式                                       。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某研究性學習小組就Na2O2的有關性質探究如下：向滴有酚酞的水中
投入一定量的Na2O2，觀察到先有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變紅，過一會兒溶液又變?yōu)闊o色。
對上述實驗中溶液變紅，過一會兒又退色的原因，甲、乙兩同學提出了不同的解釋：
甲同學認為是Na2O2與水反應放出氧氣，氧氣有氧化性，將酚酞氧化而使溶液退色；
乙同學則認為是Na2O2與水反應時產(chǎn)生了H2O2，H2O2的強氧化性使酚酞退色。
(1)乙同學設計了如下實驗來證明自己的猜想是正確的：在滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加3%的H2O2溶液并振蕩。
①若乙同學的猜想正確，可觀察到的現(xiàn)象是                               。
②甲同學針對乙同學的上述驗證實驗提出還應增做實驗才能更直接證明Na2O2與水反應生成了H2O2，甲同學提出要增加的實驗是什么？
(2)試設計簡單實驗證明甲同學的解釋是否正確(畫出簡易裝置圖，說明簡要步驟)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

CoxFe3－xO4磁粉是一種比較好的高矯頑力磁粉。工業(yè)上以FeSO4為原料制備CoxFe3－xO4的主要步驟如下：

（1）步驟①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下攪拌生成FeOOH晶種。生成晶種的化學方程式為      ；
（2）步驟②將晶種移到放有FeSO4溶液和鐵皮的生長槽中，升溫到60℃，吹入空氣，待晶種長大到一定尺寸后，過濾、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生長槽中放入鐵皮的目的是      ，吹入空氣的作用為        。
（3）步驟③將FeOOH在200～300℃下加熱脫水，生成紅色Fe2O3。實驗室完成該操作需要下列儀器中的        (填字母)。
a．蒸發(fā)皿　　b．燒杯　　c．坩堝　　d．泥三角　　e．酒精燈
（4）步驟④通入H2，加熱至300～400℃，生成Fe3O4。通入H2前要向加熱爐中通入N2，其作用為        。
（5）步驟⑤加入CoSO4溶液，所得粗產(chǎn)品經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得成品。檢驗粗產(chǎn)品洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是        。
（6）某研究小組欲用鋰離子電池正極廢料(含LiCoO2、鋁箔、鐵的氧化物)制備CoSO4·7H2O晶體。下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)。

金屬離子
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Fe2＋
5.8
8.8
Co2＋
6.9
9.4
 
請完成下列實驗步驟(可選用的試劑：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：
①用N－甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正極廢料，使LiCoO2與鋁箔分離，得到LiCoO2粗品并回收鋁。
②        。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH約為5，過濾。
④        。
⑤將Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸發(fā)濃縮、降溫結晶，得到CoSO4·7H2O晶體。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。
(1)實驗室利用反應TiO2(s)＋CCl4(g) TiCl4(g)＋CO2(g)，在無水無氧條件下制備TiCl4，實驗裝置示意圖如下：

有關物質性質如下表：

物質
熔點/℃
沸點/℃
其他
CCl4
－23
76
與TiCl4互溶
TiCl4
－25
136
遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧
 
儀器A的名稱是________。裝置E中的試劑是________。反應開始前依次進行如下操作：組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時間后點燃酒精燈。反應結束后的操作包括：①停止通N2　②熄滅酒精燈�、劾鋮s至室溫。正確的順序為________(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是________。
(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質)制備TiO2的有關反應包括：
酸溶　FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)
水解　TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq)
簡要工藝流程如下：

①試劑A為________。鈦液Ⅰ需冷卻至70 ℃左右，若溫度過高會導致產(chǎn)品TiO2產(chǎn)率降低，原因是__________________________________________
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入鹽酸并振蕩，滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象，再加H2O2后出現(xiàn)微紅色，說明H2TiO3中存在的雜質離子是________。這種H2TiO3即使用水充分洗滌，煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃，發(fā)黃的雜質是____________________(填化學式)。

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