6、(2010·龙岩模拟)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)  △H = +151 kJ·mol-1

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)  △H = - 394 kJ·mol-1

则TiO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCl4 (l) + CO2 (g)的△H = ______________

(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:_________________________________________________

[解析](1)FeO在第二步反应中可以与H2SO4反应生成FeSO4,所以第一步净化不需要除去。

  (2)需要除去Al2O3和SiO2,这两者均和NaOH发生反应

  (3)阴极为得电子反应TiO2+4e-=Ti+2O2-

  (4)阳极生成氧气,会与阳极碳块发生反应,使阳极碳块不断减小。

[答案](1)不需要

(2)Al2O3+2NaOH=2NaAl O2+H2O

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(3)TiO2+4e-=Ti+2O2-(或Ti4++4e-=Ti)

(4)碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少

(5)-243kJ ·mol-1

(6)碳单质与氧气反应,减小产物浓度,使平衡向右移动,导致反应顺利进行

3、(2010·许昌模拟)A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A、D及C、F分别是同一主族元素,A、F两元素的原子核中质子数之和比C、D两元素原子核中质子数之和少2,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍.又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数.请回答:

(1)1mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物发生反应,完全反应后消耗后者的物质的量为__________.

(2)A、C、F间可形成甲、乙两种微粒,它们均为负一价双原子阴离子,甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为__________.

(3)单质B的燃烧热a kJ/mol.由B、C二种元素组成的化合物BC14g完全燃烧放出b kJ热量,写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式:____________.

(4)工业上在高温的条件下,可以用A2C和BC反应制取单质A2.在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1mol A2C和1mol BC、2mol A2C和2mol BC.一定条件下,充分反应后分别达到平衡(两容器温度相等).下列说法正确的是__________

A.达到平衡所需要的时间:Ⅰ>Ⅱ

B.达到平衡后A2C的转化率:Ⅰ=Ⅱ

C.达到平衡后BC的物质的量:Ⅰ>Ⅱ

D.达到平衡后A2的体积分数:Ⅰ<Ⅱ

E.达到平衡后吸收或放出的热量:Ⅰ=Ⅱ

F.达到平衡后体系的平均相对分子质量:Ⅰ<Ⅱ

(5)用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极,浸入由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液中构成电池,则电池负极的电极反应式是____________

[解析]根据题意,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,即F元素次外层8个电子,最外层6个电子,所以为S元素;根据C和F为同一主族,所以C为O元素。B元素最外层是内层电子数的2倍,即可能为C元素或Si元素,但A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,所以B为C元素;E元素的最外层电子数等于其电子层数,且原子序数大于O元素,所以E为Al元素;根据A、F两元素的原子核中质子数之和比C、D两元素原子核中质子数之和少2,即A+16+2=D+8,所以D-A=10,A、D同主族,所以A为H元素,D为Na元素。

(1)Al2S3+8NaOH=2Na[Al(OH)4]+3Na2S,所以消耗NaOH8mol;(2)中两种离子为OH-和HS-离子;

(3)C(s)+O2(g)=CO2(g), △H=-a KJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g), △H=-2bKJ/mol;两式相减可得C(s)+

1/2O2(g)=CO(g);△H=-(a-2b)kJ/mol(4)反应方程式为H2O+CO=CO2+H2,属于恒温恒容且△Vg=0的反应。

[答案](1)8mol  (2)HS+OH=S2+H2O

(3)C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-(a-2b)kJ/mol(其他合理答案也可)

(4)AB

(5)Al-3e+4OH→AlO2+2H2O

1、(2010·郑州模拟)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e- 34CO2+10H2O。试回答下列问题:

(1)该燃料电池的化学反应方程式为                   

(2)正极电极反应式为                

(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是    ,它来自         

(4)某学生想用该燃料电池和右图所示装置来电解饱和食盐水

① 写出反应的离子方程式               

② 将湿润的淀粉KI试纸放在该装置附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5:1,且生成两种酸。该反应的化学方程式为                     

③ 若电解后得到200mL 3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10 的体积在标准状况下为    mL。

[解析](1)燃料电池的化学反应方程式即有机物的燃烧方程式

 (2)用总化学方程式减去负极电极反应式即得正极电极反应式

(3)因为负极消耗CO32-而生成CO2,所以要保持稳定,正极需要生成CO32-,所需CO2可以由负极反应

产物提供

 (4)电解饱和食盐水即电解电解质和水,据此写出离子方程式;根据氧化还原反应中化合价升降总数相

等,可以配平Cl2和I2的反应;根据串联电路中各电极得失电子数相等,电解后得到NaOH

 0  400074  400082  400088  400092  400098  400100  400104  400110  400112  400118  400124  400128  400130  400134  400140  400142  400148  400152  400154  400158  400160  400164  400166  400168  400169  400170  400172  400173  400174  400176  400178  400182  400184  400188  400190  400194  400200  400202  400208  400212  400214  400218  400224  400230  400232  400238  400242  400244  400250  400254  400260  400268  447090 

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