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) ΔH=+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) ΔH=-394 kJ·mol-1。请填空:
TiO2 (s)+C (s)+2Cl2 (g) = TiCl4 (l)+CO2 (g) ΔH= ______________
(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:____________________________________________。
短周期的四种元素W、X、Y、Z,原子序数依次变小,四种元素的原子核外电子层数之和为8。X元素的原子最外层电子数等于Y和Z两元素的原子最外层电子数之和。W元素和Y元素的原子最外层上的电子数分别是各自电子层数的2倍。X和Z可以形成XZ3的化合物。
(1)(XZ4)2W属于离子化合物,写出此化合物的化学式_________________。
(2)在A物质的一个分子里含有一个W原子,一个X原子,一个Y原子和一个Z原子,四个原子共形成5对共用电子对,写出此分子的结构式_______________。A物质生成的钾盐溶液常用检验___________(填写一种阳离子符号)。
下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
| 物质 |
Cl2 |
Br2 |
I2 |
HCl |
HBr |
HI |
H2 |
| 能量(kJ) |
243 |
193 |
151 |
432 |
366 |
298 |
436 |
根据上述数据回答下列问题:
(1)下列物质本身具有的能量最低的是。
A.H2B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)X2+H2
2HX (X代表Cl、Br、I)的反应是放热反应还是吸热反应?
(3)相同条件下,X2 (X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是。
(4)若无上表中的数据,你能回答问题(3)吗?(回答“能”或“不能”)。你的依据是。
经验表明,除氢和氦外,当元素原子的电子层数(n)多于或等于原子最外层电子数(m)时,该元素属于金属元素;当元素原子的最外层电子数(m)多于电子层数(n)时,该元素属于非金属元素,其数学表达式为n≥2;(n-m)≥0时是金属元素;(n-m)<0时是非金属元素。试回答以下问题:
(1)第n周期有种主族金属元素。有种非金属元素。
(2)第m主族有种非金属元素。
(3)根据以上规则,预言未来发现的第七周期元素中,有种非金属元素,其理由是。
在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO2和2mol CO,在一定条件下发生反应:
NO2+CO
CO2+NO,2 min时,测得容器中NO的物质的量为0.5 mol ,则:
(1)此段时间内,用CO2表示的平均反应速率为。
(2)2 min时,容器内气体的总物质的量为。
(3)假设此反应在5 min时达到平衡,则此时容器内气体的总物质的量(填“大于”、“小于”或“等于”)2 min时容器内气体的总物质的量。
原电池是一种________________________装置。电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,其电极反应式为:
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
电池的负极是____________,正极发生的是____________反应(填反应类型),总反应式为___________________________________。