TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。

I.工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。

(1)凈化鈦礦石時(shí),是否需要除去雜質(zhì)FeO?答:        (填“需要”或“不需要”)。

(2)凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理,寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答:                                                      。

II.TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦:

“方法一”是電解TiO2來獲得Ti(同時(shí)產(chǎn)生O2):將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaCl2為電解液,用碳?jí)K作電解槽池。

(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________________________。

(4)電解過程中需定期向電解槽池中加入碳?jí)K的原因是______________________。

“方法二”是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生:

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

所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行。

(5)已知:C(s)+O2 (g) = CO2 (g)   ΔH=-394 kJ·mol1。請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

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

(6)從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因。

答:____________________________________________。

 

【答案】

 

(1)不需要 (2分)

(2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O (2分)   SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2分)

(3)TiO2+4e=Ti+2O2(或Ti4+4e=Ti)(3分)

(4)碳單質(zhì)會(huì)與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少(2分)

(5)-243 kJ·mol1(2分)

(6)碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行(2分)

【解析】

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2011?自貢模擬)TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途.
I.工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O.
(1)凈化鈦礦石時(shí),是否需要除去雜質(zhì)FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
(2)凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理,寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式.
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
;
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

II.TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦:
“方法一”是電解TiO2來獲得Ti:將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaO為電解液,用碳?jí)K作電解槽池.
(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
TiO2+4e-=Ti+2O2-
TiO2+4e-=Ti+2O2-

“方法二”是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti.因下述反應(yīng)難于發(fā)生:
TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ?mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4.當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行.
(4)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ?mol-1
請(qǐng)寫出TiO2與Cl2、C反應(yīng)制各TiCl4的熱化學(xué)方程式:
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g);△H=-243KJ?mol-1

(5)從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2013?濰坊模擬)TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有生果用途.
(1)工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O.
①凈化鈦礦石時(shí),是否需要除云雜質(zhì)FeO?答:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
②凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理.寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(2)TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦;
方法一是電解TiO2來獲得Ti(同時(shí)產(chǎn)生O2-):將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaCl2為電解液,用炭塊作電解槽池.
(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
TiO2+4e-=Ti+2O2
TiO2+4e-=Ti+2O2

(4)電解過程中需定期向電解槽池中加入炭塊的原因是
碳單質(zhì)會(huì)與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少
碳單質(zhì)會(huì)與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少

方法二是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti.因下述反應(yīng)難于發(fā)生:
TiO2(s)+2Cl2?(g)?TiCl4(l)+O2(g)△H=151kJ/mol
所以不能直接由TiO2與Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiO4.當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入炭塊后,炭塊與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行.
(5)已知:C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ/mol.請(qǐng)?zhí)羁眨?br />TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+CO2(g)△H=
-243KJ?mol-1
-243KJ?mol-1

(6)從化學(xué)平衡的角度秋:往氯化反應(yīng)體系中加入炭塊時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是
碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度,使平衡向右移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行;碳與氧氣反應(yīng)放熱,相當(dāng)于升高溫度,平衡向著右移動(dòng)
碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度,使平衡向右移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行;碳與氧氣反應(yīng)放熱,相當(dāng)于升高溫度,平衡向著右移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。

I.工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。

(1)凈化鈦礦石時(shí),是否需要除去雜質(zhì)FeO?答:       (填“需要”或“不需要”)。

(2)凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理,寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答:                                                     

II.TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦:

“方法一”是電解TiO2來獲得Ti(同時(shí)產(chǎn)生O2):將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaCl2為電解液,用碳?jí)K作電解槽池。

(3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________________________。

(4)電解過程中需定期向電解槽池中加入碳?jí)K的原因是______________________。

“方法二”是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生:

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

所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行。

(5)已知:C(s)+O2 (g) =CO2 (g)   ΔH=-394 kJ·mol1。請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

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

(6)從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因。

答:____________________________________________。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年四川省攀枝花市高三第二次統(tǒng)考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。

(1)工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的主要反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3 == TOSO4(硫酸氧鈦)+FeSO4+2H2O

凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理。寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________。

步驟③中加熱的目的是(請(qǐng)寫出必要的化學(xué)方程式和文字):              。

(2)用TiO2制備金屬鈦的一種方法是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(1)+O2(g)  △H=+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO2和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4,請(qǐng)說明判斷該反應(yīng)難以發(fā)生的理由是_______。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行生成TiCl4

已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)    △H=394 kJ/mol。

則TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+CO2(g)  △H=________

從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是_______________。

(3)下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個(gè)由有機(jī)光敏染料(S)涂覆TiO2納米晶體表面制成,另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成,電池中發(fā)生的反應(yīng)為:

TiO2/STiO2/S* (激發(fā)態(tài))

TiO2/S* TiO2/S+ + e-

I3-+2e-3I-

2TiO2/S*+I3-  2TiO2/S + I3-

下列關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是        

A.電池工作時(shí),I-離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電

B.電池工作時(shí),是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能

C.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3- 濃度不會(huì)減少

D.電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極

 

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