反應(yīng) | △H/kJ•mol-1 | △S/J•K-1•mol-1 |
① | -72.1 | +220 |
② | +149 | +41 |
分析 鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,含少量Fe2O3)制備鈦,鈦鐵礦加入過量焦炭在高溫下還原生成鐵和粗TiO2,加入過量焦炭在高溫下氯化反應(yīng)生成TiCl4,加入還原劑還原生成金屬鈦,酸洗后得到海綿鈦;
(1)增大接觸面積加快反應(yīng)速率;
(2)步驟Ⅰ中所發(fā)生的主要反應(yīng)是FeTiO3在高溫下被碳還原生成二氧化鈦、鐵,碳被氧化為一氧化碳;
(3)步驟Ⅱ中所發(fā)生的主要反應(yīng)是二氧化鈦和氯氣、碳高溫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成四氯化鈦和一氧化碳,加入焦炭后發(fā)生反應(yīng)①,與反應(yīng)②相比,△H減小,△S增大;
(4)TiCl4遇到水易發(fā)生水解,用鹽酸洗滌粗Ti,除去表面的雜質(zhì).
解答 解:鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,含少量Fe2O3)制備鈦,鈦鐵礦加入過量焦炭在高溫下還原生成鐵和粗TiO2,加入過量焦炭在高溫下氯化反應(yīng)生成TiCl4,加入還原劑還原生成金屬鈦,酸洗后得到海綿鈦;
(1)進(jìn)行步驟Ⅰ前,鈦鐵礦需要先粉碎成細(xì)顆粒,目的為增大接觸面積增大反應(yīng)速率,
故答案為:增大反應(yīng)速率;
(2)步驟Ⅰ中所發(fā)生的主要反應(yīng)是FeTiO3在高溫下被碳還原生成二氧化鈦、鐵,碳被氧化為一氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeTiO3+C$\frac{\underline{\;1180℃-1200℃\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑;
故答案為:FeTiO3+C$\frac{\underline{\;1180℃-1200℃\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑;
(3)步驟Ⅱ中所發(fā)生的主要反應(yīng)是二氧化鈦和氯氣、碳高溫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成四氯化鈦和一氧化碳,①的化學(xué)方程式為:TiO2+2Cl2+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ TiCl4+2CO,圖表數(shù)據(jù)分析可知加入焦炭后發(fā)生反應(yīng)①,與反應(yīng)②相比,△H減小,△S增大,更有利于反應(yīng)在較低溫度下向右進(jìn)行,
故答案為:TiO2+2Cl2+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ TiCl4+2CO;加入焦炭后發(fā)生反應(yīng)①,與反應(yīng)②相比,△H減小,△S增大,更有利于反應(yīng)在較低溫度下向右進(jìn)行;
(4)步驟Ⅲ中,反應(yīng)物TiCl4應(yīng)避免接觸水,原因?yàn)榉乐筎iCl4水解,反應(yīng)結(jié)束后,用鹽酸洗滌粗Ti,除去Mg、MgCl2等雜質(zhì),制得海綿鈦,
故答案為:防止TiCl4水解;Mg、MgCl2.
點(diǎn)評 本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)、綠色化學(xué)、物質(zhì)分離提純等,難度中等,注意基礎(chǔ)知識的掌握利用.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 等質(zhì)量NaHCO3和Na2CO3的分別與足量鹽酸完全反應(yīng),Na2CO3產(chǎn)生的CO2少 | |
B. | 84g NaHCO3、106g Na2CO3分別與同濃度足量鹽酸完全反應(yīng),Na2CO3消耗鹽酸的是NaHCO3兩倍 | |
C. | 將澄清石灰水、CaCl2溶液分別倒入兩種鹽溶液中,都只有Na2CO3產(chǎn)生沉淀 | |
D. | 通常情況下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | Ca2+、Na+、Cl-、NO${\;}_{3}^{-}$ | B. | H+、Na+、Cl-、CO32- | ||
C. | Na+、Ag+、Cl-、OH- | D. | Na+、Ca2+、Cl-、CO32- |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 鐵具有良好的導(dǎo)電性,氯堿工業(yè)中可用鐵作陽極電解食鹽水 | |
B. | 銅的金屬活潑性比鐵的差,可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕 | |
C. | 明礬能水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑 | |
D. | 氯化鋁是一種電解質(zhì),可用于電解法制鋁 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 無法計(jì)算 | B. | 5.6g | C. | 2.8g | D. | 0.56 |
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