以白云石(CaCO3·MgCO3)为原料冶炼金属镁的反应工艺涉及以下两个反应:

高温

 

 

煅烧

 

 

    ①CaCO3·MgCO3    MgO·CaO+2CO2↑;②2(MgO·CaO)+Si    2CaO·SiO2+2Mg↑

 

对①②两个反应的说法疋确的是                                            (    )

A.在敞口容器中有利于反应①的进行   

B.反应①能进行,说明该反应△H<O

C.在真空条件下有利于反应②的进行  

D.反应②能进行,说明Si的还原性比Mg强

 

(18分)高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式:            

(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是           。研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”。写出产生O2的电极反应方程式:          

(3)FeO42易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO42浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是    (填编号)

        ①过滤:掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

        ②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

        ③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0

(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图2。

随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是          

(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有           (至少答一点)。

 

(18分)金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉,我国有丰富的钛矿资源。

(1)钛冶炼的旧法是用金属钠热还原四氯化钛。

请回答下列问题:

①试推测,在金属系列中,钛属于       (填“较活泼”或“较不活泼”)的金属。金属钛耐腐蚀可能原因是           

②TiC14 工业上是用过量焦炭、氯气与TiO2在高温下反应制得的,该反应的化学方程式为            

(2)已知化合态的钛:有+4价和+3价,其中+3价极易被氧化。有关氢氧化物开始沉淀的pH如表l

表l  有关氢氧化物开始沉淀的pH

氢氧化物

Ti(OH)4

Ti(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

pH

0.5

3.0

1.5

7.6

某地钛铁矿的主要成分为FeTiO3,含有少量杂质Al2O3、SiO2,提纯TiO2并得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如图l所示。

                                图1  工艺流程图

黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+、Fe2+,写出反应①主要的化学方程式:         ;加入Fe的目的是         ;步骤④生成Ti(OH)4的离子方程式:        

(3)钛冶炼的新法是电解法,图2是一种电解制钛的工艺(OS法)示意图。CaC12/CaO共熔体为质,在阴极,被还原的Ca进一步还原TiO2得到钛,写出阴极制得钛的有关反应方程式        

   (4)我国科学最新研发的技术——固体透氧膜提取金属钛(SOM)工艺(见图3):将钛氧化物(钛全看作Ti4+)矿熔于MCl—MF融盐体系(M为Na、K、Ca等),以石墨为阴极,阳极为覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层。固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开,只有氧离子可以通过,电解过程中阴极通入H2,则阳极电极反应式为     

 

 0  76839  76847  76853  76857  76863  76865  76869  76875  76877  76883  76889  76893  76895  76899  76905  76907  76913  76917  76919  76923  76925  76929  76931  76933  76934  76935  76937  76938  76939  76941  76943  76947  76949  76953  76955  76959  76965  76967  76973  76977  76979  76983  76989  76995  76997  77003  77007  77009  77015  77019  77025  77033  203614 

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