题目内容

将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一.已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140.5kJ/mol
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g) 的△H 是( )
A.+80.5 kJ/mol
B.+30.0 kJ/mol
C.-30.0 kJ/mol
D.-80.5 kJ/mol
【答案】分析:根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减,反应热也处于相应的系数进行相应的加减,构造目标热化学方程式,据此计算.
解答:解:已知:①TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140.5kJ/mol
②C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol
根据盖斯定律,①+②×2得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g);△H=+140.5kJ/mol+(-110.5kJ/mol)×2=-80.5kJ/mol.
故选:D.
点评:考查盖斯定律、反应热的计算,比较基础,理解盖斯定律,利用已知热化学方程式进行叠加构造目标热化学方程式是关键.
练习册系列答案
相关题目
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
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
TiCl4
Mg800
Ti
反应②的方程式是
TiCl4+2Mg
 800℃ 
.
 
2MgCl2+Ti
TiCl4+2Mg
 800℃ 
.
 
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
(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;

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