(14分)金屬鈦（Ti）性能優(yōu)越，被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”。工業(yè)上以鈦鐵礦（主要成分FeTiO3，含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）為主要原料冶煉金屬鈦，其生產(chǎn)的工藝流程圖如下：

已知：2H2SO4(濃)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

（1）步驟I中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 、 。

（2）已知：TiO2＋易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中。

25 ℃時，難溶電解質(zhì)溶解度與pH關(guān)系如圖，

TiO(OH)2溶度積Ksp＝1×10－29

①步驟Ⅲ加入鐵屑原因 是 　 。

② TiO2＋水解的離子方程式為 。

向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。

當(dāng)溶液pH= 時，TiO(OH)2已沉淀完全。

（3）TiCl4→Ti反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)下表信息，需加熱的溫度略高于 ℃即可。

 

TiCl4

Mg

MgCl2

Ti

熔點/℃

－25.0

648.8

714

1667

沸點/℃

136.4

1090

1412

3287

（4）電解TiO2制備鈦的方法如圖所示。該方法由于具備生產(chǎn)過程簡化、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點而引人注目。已知TiO2熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離，電解時陰極反應(yīng)式為 。

 

 

（14分）

（1）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O（或Al2O3+2OH－+3H2O=2[Al(OH)4]－）（2分）

SiO2+2OH－=SiO32－+H2O（2分）

（2）①將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，防止Fe3+與TiO2+同時生成沉淀（2分）

②TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+ （2分）

調(diào)節(jié)溶液pH值，促進(jìn)TiO2+水解 （1分） 2（2分）

（3）1412 （1分）

（4）TiO2+4e－=Ti+2O2－（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)鈦鐵礦的成分可知與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì)是氧化鋁和二氧化硅，離子方程式為Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O（或Al2O3+2OH－+3H2O=2[Al(OH)4]－）（2分）

SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；

（2）①由圖可知TiO(OH)2與Fe（OH）3沉淀的pH很接近，所以加入鐵粉目的是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，防止Fe3+與TiO2+同時生成沉淀；

②TiO2＋易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中，所以TiO2＋水解生成TiO(OH)2與H+ ，離子方程式為TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+ ； 從流程圖中可看出加入碳酸鈉溶液后得到TiO(OH)2沉淀，所以向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是調(diào)節(jié)溶液pH值，使TiO2+水解平衡正向移動；由圖可知，pH=2時TiO(OH)2已沉淀完全。

（3）Mg、MgCl2的沸點最高是1412℃，而Ti的熔點為1667℃，所以當(dāng)溫度略高于1412℃時Mg、MgCl2以氣體的形式除去，得到Ti；

（4）電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，因為TiO2熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離，所以是TiO2得電子生成Ti單質(zhì)和O2－，電極反應(yīng)式為TiO2+4e－=Ti+2O2－。

考點：考查物質(zhì)的制備，流程圖的分析，化學(xué)平衡的應(yīng)用，電化學(xué)理論的應(yīng)用

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省高三5月模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷（解析版） 題型：簡答題

(13分)平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)）。某課題以此粉末為原料，設(shè)計如下工藝流程對資源進(jìn)行回收，得到Ce(OH)4和硫酸鐵銨：

已知：

�。嵝詶l件下，鈰在水溶液中有、兩種主要存在形式，易水解，有較強(qiáng)氧化性。

ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸

ⅲ．硫酸鐵銨［aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O］廣泛用于水的凈化處理。

（1）．操作Ⅰ的名稱是 　　 ，檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+的方法是： 　。

（2）．反應(yīng)①之前先要洗滌濾渣B，其目的是為了除去　　　　　　　　　　�。ㄌ铍x子符號）。

（3）．寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）．用滴定法測定制得的Ce(OH)4產(chǎn)品純度。

滴定時所用定量儀器的讀數(shù)精確為 ��；若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進(jìn)進(jìn)行滴定，則測得該Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 　　。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

（5）．稱取14.00g硫酸鐵銨樣品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，過濾洗滌沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反應(yīng)。則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為 　　　　。

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省武漢市高三四月調(diào)考理綜化學(xué)試卷（解析版） 題型：選擇題

下列各組物質(zhì)能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且甲為取代反應(yīng)、乙為加成反應(yīng)的一組是

 

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省武漢外國語學(xué)校高一下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：選擇題

下列物質(zhì)的變化過程中，化學(xué)鍵沒有被破壞的是( )

A．食鹽溶解　　　 B．干冰升華 C．氯化銨受熱　 D．氯化鈉熔融

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省宜昌市高三5月模擬理綜化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

【化學(xué)–選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】(15分)

我國湖南、廣西等地盛產(chǎn)的山蒼子油中檸檬醛含量很高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到60%－90%，檸檬醛也可以利用異戊二烯為原料人工合成，檸檬醛又可用來合成紫羅蘭酮等香精香料，其合成路線如下：

已知：①

②

③同一碳原子連有兩個雙鍵結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

試根據(jù)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題：

（1）寫出A的結(jié)構(gòu)簡式 ，C的結(jié)構(gòu)簡式 。

（2）①對應(yīng)的反應(yīng)條件是 ，反應(yīng)③的反應(yīng)類型是 。

（3）寫出B轉(zhuǎn)化為檸檬醛的化學(xué)方程式 。

（4）根據(jù)反應(yīng)②的反應(yīng)機(jī)理寫出CH3CHO與足量的HCHO反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：

。

（5）檢驗檸檬醛中含有碳碳雙鍵的實驗方法是： 。

（6）α－紫羅蘭酮、β－紫羅蘭酮有很多同分異構(gòu)體，則滿足下列條件的同分異構(gòu)體有 種。

①含有一個苯環(huán) ②屬于醇類且不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)

③核磁共振氫譜顯示有5個峰

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省宜昌市高三5月模擬理綜化學(xué)試卷（解析版） 題型：選擇題

元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測和判斷。下列說法不合理的是

A．微粒X2－與Y2+核外電子排布相同，離子半徑：X2－> Y2+

B．人們可在周期表的過渡元素中尋找催化劑、耐腐蝕和耐高溫的合金材料

C．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推斷出元素的非金屬性：Cl>F

D．Be元素與Al元素同處在周期表的金屬與非金屬的交界處,可推出：

Be(OH)2+ 2OH－＝BeO22－+2H2O

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省大冶市春季期末考試高二化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（9分）已知A、B、C、D是四種常見單質(zhì)，其對應(yīng)元素的原子序數(shù)依次增大，其中B、D屬于常見金屬，J是一種黑色固體，I的濃溶液具有還原性，A～I(xiàn)均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。（部分生成物和反應(yīng)條件已略去）

請回答下列問題：

（1） 寫出組成物質(zhì)D的元素在周期表中的位置：___________________。

（2） ①寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：______________________________。

②由E的飽和溶液可以制得膠體，用化學(xué)方程式表示該過程的原理是_________________________。

（3） 已知G的水溶液顯堿性，其原因是（用離子方程式表示）_________。

（4） J在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。若將適量J加入酸化的H2O2溶液中，J溶解生成它的+2價離子，該反應(yīng)的離子方程式是___________________ 。

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014湖北省四校下學(xué)期期中考試高一化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（8分）將稀硝酸逐滴加入盛有鋁鐵合金的容器中，當(dāng)固體恰好完全溶解時，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO 40.32L，將反應(yīng)后的溶液平均分成三等份，分別進(jìn)行如下實驗：

（1）第一份溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，至恰好達(dá)到最大沉淀，不考慮空氣中O2的氧化，則需加入NaOH溶液的體積為________________。

（2）第二份溶液中邊加入NaOH溶液，邊在空氣中充分?jǐn)嚢�，至恰好達(dá)到最大沉淀量，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量比第一份重5.1g，則該過程中消耗O2的物質(zhì)的量為_______________。

（3）第三份溶液中逐滴加入4 mol·L-1NaOH溶液，至Al(OH)3沉淀恰好溶解，消耗NaOH溶液500mL，計算原合金中鋁的質(zhì)量。（寫出解題過程）(4分)

 

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014浙江省紹興市柯橋區(qū)高三第二次模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（15分）太陽能電池是利用光電效應(yīng)實現(xiàn)能量變化的一種新型裝置，目前多采用單晶硅和多晶硅作為基礎(chǔ)材料。高純度的晶體硅可通過以下反應(yīng)獲得：

反應(yīng)①（合成爐）：

反應(yīng)②（還原爐）：

有關(guān)物質(zhì)的沸點如下表所示：

物質(zhì)

BCl3

PCl3

SiCl4

AsCl3

AlCl3

SiHCl3

沸點

12．1

73．5

57．0

129．4

180（升華）

31．2

請回答以下問題：

（1）太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化方式為 ；由合成爐中得到的SiHCl3往往混有硼、磷、砷、鋁等氯化物雜質(zhì)，分離出SiHCl3的方法是 。

（2）對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(PB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可表示平衡常數(shù)（記作KP），則反應(yīng)①的KP＝ ；

（3）對于反應(yīng)②，在0．1Mpa下，不同溫度和氫氣配比（H2/SiHCl3）對SiHCl3剩余量的影響如下表所示：

①該反應(yīng)的△H2 0（填“>”、“<”、“=”）

②按氫氣配比5:1投入還原爐中，反應(yīng)至4min時測得HCl的濃度為0．12mol·L—1，則SiHCl3在這段時間內(nèi)的反應(yīng)速率為 。

③對上表的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在溫度、配比對剩余量的影響中，還原爐中的反應(yīng)溫度選擇在1100℃，而不選擇775℃，其中的一個原因是在相同配比下，溫度對SiHCl3 剩余量的影響，請分析另一原因是 。

（4）對于反應(yīng)②，在1100℃下，不同壓強(qiáng)和氫氣配比（H2/SiHCl3）對SiHCl3剩余量的影響如圖27—1所示：

① 圖中P1 P2（填“>”、“<”、“=”）

②在圖27—2中畫出氫氣配比相同情況下，1200℃和1100℃的溫度下，系統(tǒng)中SiHCl3剩余量隨壓強(qiáng)變化的兩條變化趨勢示意圖。

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案