摘要:TiO2+2C+2 Cl2= TiCl4+2CO . 碳 TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2 加入足量的盐酸后过滤.用蒸馏水洗涤得到钛(加足量盐酸目的是除去混合物中剩余的镁粉)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
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(2012?深圳二模)钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性,是重要的工业原料.以金红石(主要成分为TiO2,含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti.工业流程如下:
(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等,它们的部分性质如下:
从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是
(2)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式
(3)写出电解熔融NaCl的化学方程式
(4)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗.其主要目的是
(5)Ti可溶解在浓HF溶液中,请完成下列离子方程式.
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(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等,它们的部分性质如下:
物质 | 沸点/°C | 在水中 | 在乙醚中 |
TiCl4 | 136 | 强烈水解 | 易溶 |
SiCl4 | 58 | 强烈水解 | 易溶 |
FeCl3 | 303(升华) | 水解 | 易溶 |
B
B
A.用水溶解后,重结晶 B.蒸馏 C.用乙醚萃取后,分液(2)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式
TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO
| ||
TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO
.
| ||
(3)写出电解熔融NaCl的化学方程式
2NaCl (熔融)
2Na+Cl2↑
| ||
2NaCl (熔融)
2Na+Cl2↑
;阴极产物是
| ||
钠
钠
.(4)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗.其主要目的是
除去粗钛产品中剩余的少量钠,促进NaCl晶体析出(Cl-同离子效应)
除去粗钛产品中剩余的少量钠,促进NaCl晶体析出(Cl-同离子效应)
.(5)Ti可溶解在浓HF溶液中,请完成下列离子方程式.
1
1
Ti+6
6
HF-1
1
TiF62-+2(H+)
2(H+)
+2
2
H2↑某学习小组根据工业生产原理设计如图1所示转化关系,以获取甲醇和金属钛(Ti).
回答下列问题:
(1)在Ⅱ中利用CO和H2可合成甲醇,理论上两种原料的物质的量之比为
(2)Ⅲ中发生反应的化学方程式为
(3)上述转化关系中Ⅳ、V的目的是
(4)Ⅵ中为甲醇燃料电池,其工作原理如图2所示;
①该电池工作时,b口通入的物质为
②该电池负极的电极反应式为
③工作一段时间后,当9.6g甲醇完全反应时,有
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回答下列问题:
(1)在Ⅱ中利用CO和H2可合成甲醇,理论上两种原料的物质的量之比为
1:2
1:2
.(2)Ⅲ中发生反应的化学方程式为
TiO2+2C
Ti+2CO↑
| ||
TiO2+2C
Ti+2CO↑
.
| ||
(3)上述转化关系中Ⅳ、V的目的是
提纯金属钛
提纯金属钛
.(4)Ⅵ中为甲醇燃料电池,其工作原理如图2所示;
①该电池工作时,b口通入的物质为
氧气
氧气
.②该电池负极的电极反应式为
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
,③工作一段时间后,当9.6g甲醇完全反应时,有
1.8
1.8
NA个电子转移.二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,二氧化钛还可作为制备钛单质的原料.
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有
(3)加Fe的作用是
方法2:TiCl4水解生成TiO2?xH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛.
(4)①TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化学方程式为
②检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:TiO2
TiCl4
Ti
反应②的方程式是
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Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
.(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有
Fe3+、Fe2+
Fe3+、Fe2+
.(3)加Fe的作用是
将Fe3+转化为Fe2+
将Fe3+转化为Fe2+
.方法2:TiCl4水解生成TiO2?xH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛.
(4)①TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化学方程式为
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
;②检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
取少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净
取少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净
.Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:TiO2
① |
② |
Mg800℃ |
反应②的方程式是
TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti
| ||
TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti
,该反应需要在Ar气氛中进行,请解释原因:
| ||
防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用
防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用
.纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用.
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.
用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2?x H2O的化学方程式为
(2)检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
(3)滴定终点的现象是
(4)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g?mol-1)试样w g,消耗c mol?L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为
(或
%)
(或
%).
(5)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填 偏高、偏低或无影响)
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果
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制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.
用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2?x H2O的化学方程式为
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
TiCl4+(x+2)H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl
.(2)检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净
取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净
.(3)滴定终点的现象是
溶液变为红色
溶液变为红色
.(4)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g?mol-1)试样w g,消耗c mol?L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为
cVM |
1000w |
cVM |
10w |
cVM |
1000w |
cVM |
10w |
(5)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填 偏高、偏低或无影响)
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果
偏高
偏高
.②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果.以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛,生产的工艺流程图如下,其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
回答下列问题:
(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于
(2)反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是
(3)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化,物质A是
(4)钛、氯气和过量焦炭在高温下反应的化学方程式
(5)如果取钛铁矿At,生产出钛Bt(不考虑损耗),则钛铁矿中钛的质量分数
×100%
×100%(用A、B字母表示).
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回答下列问题:
(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于
非氧化还原反应
非氧化还原反应
(选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”);(2)反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是
防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气(或氮气、二氧化碳)作用
防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气(或氮气、二氧化碳)作用
;(3)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化,物质A是
Fe
Fe
,上述制备TiO2的过程中,所得到的副产物及可回收利用的物质是FeSO4?7H2O、Fe、H2SO4
FeSO4?7H2O、Fe、H2SO4
.(4)钛、氯气和过量焦炭在高温下反应的化学方程式
2Cl2+TiO2+2C
TiCl4+2CO
| ||
2Cl2+TiO2+2C
TiCl4+2CO
;
| ||
(5)如果取钛铁矿At,生产出钛Bt(不考虑损耗),则钛铁矿中钛的质量分数
B |
A |
B |
A |