钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
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请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
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|
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
|
熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
|
沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:
|
pH |
2 |
4 |
6 |
6.5 |
8 |
13.5 |
14 |
|
腐蚀快慢 |
较快 |
慢 |
较快 |
||||
|
主要产物 |
Fe2+ |
Fe3O4 |
Fe2O3 |
FeO2- |
下列说法不正确的是( )
A.在pH<4溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在pH>6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在pH>14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e—=2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓
工业上消除氮氧化物的污染,可用如下反应:
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=a kJ/mol
在温度T1和T2时,分别将0.50 molCH4和1.2 molNO2充入体积为1 L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:
|
温度 |
时间/min n/mol |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
|
T1 |
n(CH4) |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
|
T2 |
n(CH4) |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
…… |
0.15 |
下列说法不正确的是( )
A.10 min内,T1时υ(CH4)比T2时小 B.温度:T1<T2
C.ΔH:a<0 D.平衡常数:K(T1)<K(T2)
铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)铝在元素周期表中的位置是 。
(2)已知电负性的数值表示原子对电子吸引能力的相对大小。以下是几种原子的电负性数值:
|
元素 |
钠 |
镁 |
铝 |
硅 |
|
电负性 |
0.9 |
1.2 |
χ |
1.8 |
①铝的电负性χ的范围是 。
②电负性的数值与元素金属性的关系是 。
③下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是 。
a.测定镁和铝的导电性强弱
b.测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH
c.向0.1 mol/LAlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液
(3)铝热法是常用的金属冶炼方法之一。
已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1=-3352 kJ/mol
Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) ΔH2= -521 kJ/mol
Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是 。
(4)冶炼金属铝时,用石墨做电极电解熔融Al2O3。液态铝在(填“阴”或“阳”) 极得到,电解过程中,阳极石墨需要不断补充,结合电极反应说明其原因是 。