题目内容

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+＋Fe3Fe2+

2TiO2+(无色)＋Fe＋4H+2Ti3+(紫色)＋Fe2+＋2H2O

Ti3+(紫色)＋Fe3+＋H2OTiO2+(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)ΔH＝＋140 KJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)2CO(g)　ΔH＝－221 KJ·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)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用________方法．

答案：
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工业上常用金属钠来提炼钛、锆等．已知在700℃－800℃时，钠可从四氯化钛(TiCl4)中还原出钛，则用此法制取96 g钛时需要钠的理论质量为

[　　]

A．

11.5 g

B．

23 g

C．

184 g

D．

92 g

(1)用金属钠制取Na2O通常采用以下方法：2NaNO3＋10Na6Na2O＋N2↑．试说明不用钠在氧气中燃烧而采用此法的原因：________．

(2)金属钠在700℃～800℃时与四氯化钛(TiCl4)反应可以制取金属钛，该反应的化学方程式为________．

四氯化钛(TiCl4)是工业上制备金属钛的重要原料．常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4℃．工业制备TiCl4和钛的反应分别为：

TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2

下图是实验室制备TiCl4的反应装置，主要操作步骤：

①连接好整套装置，在通Cl2前先从侧管中通入CO2气体并持续一段时间；

②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时，停止加热，从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止；

③将TiO2、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；

④将电炉升温到800℃，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水．

试回答下列问题：

(1)

正确的操作顺序为(填序号)________．

(2)

装置A中反应的离子方程式为________．

(3)

装置D中冷凝管进水口的位置是(填a或b)________．

(4)

TiCl4露置于空气中极易水解，其化学方程式可表示为________．

(5)

工业上常用金属镁在800℃高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛，氩气的作用为________．
钛是一种重要的航天金属，四氯化钛(TiCl4)是工业上制备金属钛的重要原料。常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4℃。工业制备TiCl4和钛的反应分别为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;TiCl4+2MgArTi+2MgCl2

图1-5-17是实验室制备TiCl4的反应装置，主要操作步骤为：

①连接好整套装置，在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间；

②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时，停止加热，从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止；

③将TiO2、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；

④将电炉升温到800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水。

图1-5-17

试完成下列各题：

(1)正确的操作顺序为(填序号)_______________________________________________。

(2)装置A中的反应的离子方程式为__________________________________________。

(3)操作①的目的是_________________________________________________________。

(4)装置D中冷凝管进水口的位置是________(填a或b)，装置E的作用是________________

____________________________________________________________________。

(5)TiCl4露置于空气中极易水解，其化学方程式可表示为_________________________。

(6)工业上常用金属镁在800℃和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛，TiCl4+2Mg

Ti+2MgCl2,氩气的作用为___________________________________________。

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(主要成为是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：

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工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的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，还可以制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数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

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成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）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4的，可采用         方法。

 

TiCl4

SiCl4

熔点/℃

－25.0

－68.8

沸点/℃

136.4

57.6

 

 

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