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＋＋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。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔点/℃ | －25.0 | －68.8 |
沸点/℃ | 136.4 | 57.6 |
(1)使Fe3＋还原为Fe2＋；保护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)产生三废(或其他合理答案)
(6)蒸馏(或分馏或精馏)
【解析】(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的Fe3＋转化为Fe2＋，保护TiO2＋不被Fe3＋氧化。
(3)由Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39可得c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39
K＝
＝
＝
＝
＝2.79×103。
(4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。
(5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。
(6)TiCl4与SiCl4的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。
复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L－1的下列6种溶液的pH(C6H5OH相当于一元弱酸)：
溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN | C6H5ONa |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 | 11.3 |
复分解存在这样一个规律：一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应，生成较弱酸和较强酸的盐，如：2CH3COOH＋Na2CO3=2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。若换个角度看，它同时揭示出另一条规律，即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较弱的物质。依照该规律，请判断下列反应不能成立的是______________(填编号)。
A．CO2＋H2O＋2NaClO=Na2CO3＋2HClO
B．CO2＋H2O＋NaClO=NaHCO3＋HClO
C．CO2＋H2O＋C6H5ONa―→NaHCO3＋C6H5OH
D．CO2＋H2O＋2C6H5ONa―→Na2CO3＋2C6H5OH
E．Na2CO3＋C6H5OH―→NaHCO3＋C6H5ONa
F．CH3COOH＋NaCN=CH3COONa＋HCN
(2)根据前述信息判断，浓度均为0.05 mol·L－1的下列六种物质的溶液中，pH最小的是________(填编号)；其pH等于________(填数值)；pH最大的是________(填编号)。
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO
⑤H2SO4 ⑥HClO4
(3)一些复分解反应的发生还遵循其他的规律。下列转化都属于复分解反应：
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液
②侯氏制碱法中，向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体
③蒸发KCl和NaNO3混合溶液，首先析出NaCl晶体根据上述反应，总结出复分解反应发生的另一规律___________________________________________
将KI溶液和AgCl固体混合搅拌，会观察到的现象是____________________________________，请写出反应的离子方程式______________________________________________