TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

I.工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:

其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。

(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO?答:       (填“需要”或“不需要”)。

(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的化学方程式。

答:                                                     

II.TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:

“方法一”是电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,用碳块作电解槽池。

(3)阴极反应的电极反应式为___________________________________。

(4)电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。

“方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生:

TiO2 (s)+2Cl2 (g)TiCl4(l)+O2(g)   ΔH=+151 kJ·mol1

所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应(即氯化反应)来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行。

(5)已知:C(s)+O2 (g) =CO2 (g)   ΔH=-394 kJ·mol1。请填空:

      TiO2 (s)+C(s)+2Cl2 (g) = TiCl4 (l)+CO2(g)   ΔH= ______________

(6)从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因。

答:____________________________________________。

 

A、B、C、D、E、F六种元素均是短周期元素,且原子序数依次增大。B、F原子的最外层电子数均为其电子层数的两倍,D、F元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、甲、乙六种物质均由上述元素的两种或三种元素组成,元素B形成的单质M与甲、乙均能反应(相对分子质量甲<乙)转化关系如图(反应条件略去),元素E形成的单质是 “21世纪的能源”,是目前应用最多的半导体材料。请回答下列问题:  

(1)写出M与甲的浓溶液加热时反应的化学方程式                              

(2)X、Y、Z、W属于同一类物质,这类化合物固态时的晶体类型为         ;X、Y、W都能与Z反应,则Z的结构式为               

(3)将X、W与D2按1∶1∶n的物质的量之比通入Z中,充分反应后无气体剩余或生成,则n=   ,写出反应的化学方程式                                         

(4)化合物ED2与元素B形成的某种单质晶体类型相同,且在高温下能发生置换反应。若反应中B的单质被破坏1 mol共价键,则参加反应的化合物ED2的质量为          g。

(5)元素B的另一种单质具有平面层状结构,同一层中的原子构成许许多多的正六边形,则12 g该晶体中含有              NA个正六边形。

 

有一可左右滑动的密封导热隔板,当拔起销钉后,两侧分别开始进行如图所示的可逆反应,隔板随之开始移动。

       各物质的起始加入量

物    质

H2

Br2(g)

HBr

X

Y

Z

R

物质的量(mol)

2.0

2.0

5.0

设x

8.0

0.50

1.5

       当x在一定范围内变化时,均可因为隔板的导热作用而调节反应器左右两侧的温度,使两侧反应都达到平衡。在整个反应过程中隔板始终左滑,一段时间后,隔板恰好处于反应器左端1/3处不动,达平衡后保持温度不变。试回答:

(1)化学方程式中R物质的化学计量数n为(填编号,下同)       

A.3                          B.4                    C.5                   D.6

(2)若x=6.5,则右侧反应在起始时向     方向(填“正反应”或“逆反应”)进行;欲使起始反应维持向该方向进行,则x的取值范围为      

(3)若已知ΔH 1<0,ΔH2<0, x分别为6.5和7.0时,在这两种情况下,反应分别达到平衡状态(Ⅱ)时,请比较H2体积分数(分别记作φ(H2)、φ(H2’))的相对大小         

A.φ(H2)>φ(H2’)                             B.φ(H2)<φ(H2’)

C.φ(H2)=φ(H2’)                             D.不能确定

(4)若x=6.5时,左右两侧反应体系达平衡后,设法向左侧容器中再充入a mol氢气,当左、右两侧反应体系再次平衡时(隔板平衡点位置不变,下同)a的取值范围是       

(5)若x=6.5时,且左右两侧反应体系均达到平衡后,如向右侧反应体系中充入b mol氦气,片刻后,使容器两侧又均达到平衡。则右侧化学平衡将向          方向(填“正反应”或“逆反应”)移动;b的最大值应小于      

 

 0  46499  46507  46513  46517  46523  46525  46529  46535  46537  46543  46549  46553  46555  46559  46565  46567  46573  46577  46579  46583  46585  46589  46591  46593  46594  46595  46597  46598  46599  46601  46603  46607  46609  46613  46615  46619  46625  46627  46633  46637  46639  46643  46649  46655  46657  46663  46667  46669  46675  46679  46685  46693  203614 

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