题目内容

研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，正确的是（     ）

A．由TiO2制得1mol 金属Ti ，理论上外电路转移2 mol电子

B．阳极的电极反应式为：C + 2O2- − 4e- == CO2↑

C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接Pb电极（已知铅蓄电池放电时的总反应为Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝ 2PbSO4 + 2H2O）

 

【答案】

B

【解析】

试题分析：A、由TiO2制得1mol 金属Ti ，理论上外电路转移4mol电子，错误；B、因为是在熔融状态下进行的反应，因此生成的氧气要跟电极反应，正确；C、在制备金属钛前后，质量守恒，整套装置中CaO的总量不变，错误；D、若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接PbO2电极，错误。

考点：考查电化学。

 

练习册系列答案
相关题目
工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

已知：TiOSO4遇水会水解．
（1）写出相应的离子方程式：
步骤①中，钛元素从钛铁矿中溶入溶液时发生的反应为：
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
；
步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的为
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
．
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的
b
b
（填字母序号）．
a．熔沸点差异 b．溶解性差异   c．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的分离操作是
过滤
过滤
（填操作名称）；步骤④中使用热水的目的是
促使TiO2+水解平衡正向移动
促使TiO2+水解平衡正向移动
．
（4）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），则反应的离子方程式为
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
．
（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．写出阳极所发生反应的电极反应式：
2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑
2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑
．
（2012?海淀区一模）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

已知：TiOSO4遇水会水解．
（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为
2Fe3++Fe═3Fe2+
2Fe3++Fe═3Fe2+
．
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的
b
b
（填字母序号）．
a．熔沸点差异           b．溶解性差异          c．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是
过滤
过滤
（填操作名称）．
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：
溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，
平衡正向移动，生成H2TiO3．
溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，
平衡正向移动，生成H2TiO3．
．
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
．
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．

①写出阳极所发生反应的电极反应式：
2O2--4e-═O2↑
2O2--4e-═O2↑
．
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）
制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
 一定条件 
.
 
Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
 一定条件 
.
 
Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
．

研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是

A．该电池工作过程中O2－向阴极移动
B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑
C．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“－”接线柱应连接PbO2电极
D．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化铁制备金属钛。下列说法中正确的是

A．将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的

B．阳极的电极反应式为：C+2O2－-4e－CO2↑

C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+"接线柱应连接Pb电极

 

工业上生产金属钛的方法很多。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______________________  （选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。

（2）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________，上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。

（3）反应TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________。

（4）由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：

TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) ＝TiCl4(g) + 2CO(g)    ΔH1 = －72 kJ•mol-1  

TiO2(s) + 2Cl2 (g) ＝TiCl4(g) + O2 (g)    ΔH2 =+38.8kJ•mol－1

C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)   ΔH3 =+282.8kJ•mol－1

①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是______________________。

②反应C(s)＋O2(g)＝CO2 (g)的ΔH＝_______________。

（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式：________________________________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）                                                                               。

 

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