9.金属钛易于和肌肉长在一起,可用于制造各种人造关节,因此被称为“生物金属”.工业上由钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含少量Fe2O3)制备钛的工艺流程如下:

(1)进行步骤Ⅰ前,钛铁矿需要先粉碎成细颗粒,目的为增大反应速率.
(2)步骤Ⅰ中所发生的主要反应的化学方程式为FeTiO3+C $\frac{\underline{\;1180℃-1200℃\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑.
(3)将步骤Ⅱ中所发生的主要反应记为反应①,则①的化学方程式为TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;800℃-900℃\;}}{\;}$TiCl4+2CO;有同学认为步骤Ⅱ中的物质转化中只需通入氯气,而无需加入焦炭就能实现,即发生反应②:TiO2+2Cl2   TiCl4+O2.已知相关数据如下:
反应△H/kJ•mol-1△S/J•K-1•mol-1
-72.1+220
+149+41
结合上表数据,从反应进行的方向角度分析加入焦炭的必要性加入焦炭后发生反应①,与反应②相比,△H减小,△S增大,更有利于反应在较低温度下向右进行.
(4)步骤Ⅲ中,反应物TiCl4应避免接触水,原因为防止TiCl4水解;反应结束后,用盐酸洗涤粗Ti,除去Mg、MgCl2(填化学式),即可制得海绵钛.
(5)钛铁矿转化为粗TiO2也可以通过湿法完成:先用浓H2SO4溶解,将钛铁矿转化为TiO2+,然后使其水解得到粗TiO2.用酸清洗可除去粗TiO2中的Fe(OH)3杂质,已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,则该温度下,Fe(OH)3(s)+3H+(aq)?Fe3+(aq)+3H2O(1)的平衡常数K=2.79×103
(6)金属钛还可以通过电解直接获得.以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质,其阴极的电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-
1.某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验.
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:①能更好的吸收有毒气体SO2,防止其污染环境; ②便于控制反应的发生和停止.
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而防止污染环境;二是停止加热时,能防止倒吸或平衡压强.
(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是品红溶液褪色.C中发生反应的离子方程式:SO2+2OH-=SO32-+H2O
(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:
A.稀HCl溶液    B.稀H2SO4硫酸    C.KSCN溶液    D.KMnO4溶液
E.NaOH溶液     F.淀粉KI溶液     G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的C(填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的G,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确.
验证Ⅲ:步骤1.取试样,滴加少量的C(或F)(填试剂序号),溶液的颜色变红(或蓝)色.则试样中含有Fe3+,发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3或2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
步骤2.再取适量的试样滴加到少量的D(填试剂序号),溶液的颜色变为紫红色褪去或变浅、色,则试样中含有Fe2+,此反应的离子方程式为:5Fe2++MO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
 0  168277  168285  168291  168295  168301  168303  168307  168313  168315  168321  168327  168331  168333  168337  168343  168345  168351  168355  168357  168361  168363  168367  168369  168371  168372  168373  168375  168376  168377  168379  168381  168385  168387  168391  168393  168397  168403  168405  168411  168415  168417  168421  168427  168433  168435  168441  168445  168447  168453  168457  168463  168471  203614 

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