题目内容

【题目】四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料，用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也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，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)，制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下：

已知：

Ⅰ.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===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+；

Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃。

回答下列问题：

(1)用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的措施是：________________(至少写2条)，发生主要反应的离子方程式为：___________。

(2)废渣的成分是_______。

(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。

(4)若将制得的固体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]=4.0×10-38，该温度下反应的平衡常数K=____。

(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)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用的方法是_______。

(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O，经过滤、水洗除去其中的Clˉ，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2．写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。

【答案】适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等 FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O SiO2 取少量溶液，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明溶液中不含铁元素 4.0×104 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等 蒸馏(或分馏) TiCl4+(n+2)H2OTiO2·nH2O+4HCl

【解析】

钛铁矿(主要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)加入足量盐酸，得到的滤渣为不溶于酸的SiO2，得到含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等离子的强酸性浸出液，加入足量的铁粉至浸出液显紫色，铁元素转化为Fe2+；经系列处理得到绿矾和富含TiO2+的溶液，向溶液中加热水促进TiO2+的水解，生成TiO2·nH2O，焙烧分解得到TiO2，在与氯气、焦炭混合反应得到TiCl4，废气主要是二氧化碳。

(1)适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等都可以加快浸取速率；该过程主要发生FeTiO3和盐酸的反应，根据题目信息可知反应过程中Ti元素生成TiO2+，结合元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O；

(2)废渣为不溶于盐酸的SiO2;

(3)铁元素可能以Fe2+或Fe3+的形式存在，取少量溶液，加入KSCN溶液，若不变红，则不含Fe3+，再加入氯水，仍然不变红，则不含Fe2+，综上说明溶液中不含铁元素；

(4)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K===4.0×104；

(5)根据图示，该工艺流程中存在的不足之处是：流程中的废渣、废液、废气没有进行合理的处理或回收再利用等；

(6)四氯化钛的熔点-25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃，二者的沸点差异较大，所以可以用分馏的方法分离；

(7)TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式为TiCl4+(n+2)H2OTiO2·nH2O+4HCl。

练习册系列答案
相关题目

【题目】某温度下22% 硝酸钠溶液150 mL，加入100 g水稀释后溶质质量分数变为14%。

（1）原硝酸钠溶液的质量是__________。

（2）原硝酸钠溶液的物质的量浓度是____________。

【题目】常温下，1mol化学键断裂形成气态原子所需要的能量用表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )

共价键

H-H

F-F

H-F

H-Cl

H-I

E(kJ/mol)

436

157

568

432

298

A. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol B. 表中最稳定的共价键是H-F键

C. H2(g)→2H(g) △H=+436kJ/mol D. H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-25kJ/mol

【题目】某实验小组用0.50mol·L－1 NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。

（1）写出该反应的热化学方程式[生成1 molH2O(l)时的反应热为－57.3 kJ·mol－1]：___。

（2）取50 mLNaOH溶液和30 mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如表。

①请填写表中的空白：

温度

次数　　

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

温度差平均值(t2－t1)/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

30.1

___

2

27.0

27.4

27.2

33.3

3

25.9

25.9

25.9

29.8

4

26.4

26.2

26.3

30.4

②近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝___(取小数点后一位)。

③上述实验数值结果与－57.3kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)___。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

【题目】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是_____(填字母)。

A.Ⅳ比Ⅲ复杂

B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作简便

D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行

(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)，实验过程中的现象为__________。

(4)除了以上方法，请你再举出一例鉴别二者的方法：__________。

【题目】(1)若1.92 g Cu粉与一定量浓HNO3反应，当Cu完全反应时，收集到标准状况下1.12L气体，则消耗硝酸________mol，生成NO2________mol；

(2)若向Cu中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取CuSO4溶液，则混酸中硫酸与硝酸的最佳物质的量之比为__________。

【题目】将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量的稀硫酸，得到标准状况下的气体11.2 L，则原混合物可能的组成是(n代表物质的量)(　　)

A.n(Fe)<n(S)，总质量等于44 g

B.n(Fe)>n(S)，总质量等于44 g

C.n(Fe)＝n(S)，总质量小于44 g

D.n(Fe)>n(S)，总质量小于44 g

【题目】根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量Ar（Cu） (近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO)，反应完全后测定生成物水的质量m(H2O)，由此计算Ar（Cu）。为此，提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用，加入的NH4C1与Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气)：

请回答下列问题：

(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为________________________________；

(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→______________________________；

(3)在本实验中，若测得m(CuO)=ag，m(H2O)=bg，则Ar（Cu）= _______________；

(4)在本实验中，使测定结果Ar（Cu）偏大的是_______________ (填序号)；

①CuO未完全起反应 ② CuO不干燥

③CuO中混有不反应的杂质 ④碱石灰不干燥

⑤NH4C1与Ca(OH)2混合物不干燥

(5)在本实验中，还可通过测定_______________和_______________，或_______________和_______________达到实验目的。

【题目】某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：

实验序号

实验

温度/K

有关物质

溶液颜色褪至无色所需时间/s

酸性KMnO4溶液

H2C2O4溶液

H2O

V/mL

c/mol·L-1

V/mL

c/mol·L-1

V/mL

A

293

2

0.02

4

0.1

0

t1

B

T1

2

0.02

3

0.1

V1

8

C

313

2

0.02

V2

0.1

1

t2

（1）通过实验A、B，可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝____、T1＝____；通过实验___(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝____。

（2）若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是_____；忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝___。

（3）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用，则该作用是____，相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网