金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ.工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):
(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl2
2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是 。
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 的不同。
(3)步骤④反应的化学方程式为________________________________,该反应在氩气中进行的理由是________________________ ______。
(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有____________。
II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
(5)氯化反应TiO2 (s
) +2Cl2 (g)
TiCl4(l) + O2 (g) 无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因: 。
方法二:以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中,碳块为阳极,电极反应式为:2O2ˉ– 4eˉ=O2↑;TiO2作阴极,被还原。
(6)阴极的电极反应式为 。
(7)电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是 。
(4分)在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8 mol D,请填写下面空白。
(1)用D表示的平均反应速率为______。
(2) 若开始时只加C和D各4/3 mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加入_____ mol B物质。
(8分)现有反应:mA(g)+nB(g)
pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1) m+n_________p(填“>”“=”“<”)。
(2)若加入B(体积不变),则A的转化率_________,B的转化率_________。(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比
将_________。
(6分)根据所学化学反应原理填空:
(1)升高温度时,水的pH(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)体积、pH均相同的盐酸和醋酸溶液,中和等浓度的NaOH溶液时所需体积分别为V1、V2 。则V1V2(填“<”、“>”或“=”)
(3)某反应放热且熵增加,该反应自发进行(用“能”或“不能”表示)
(10分)在密闭容器里,通入x mol H2(g)和y mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)△H<0。改变下列条件,反应速率将如何改变?(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)升高温度;(2)加入催化剂;
(3)充入更多的H2;(4)扩大容器的体积;
(5)容器容积不变,通入氖气。
用9mol/L的浓硫酸稀释成 0.9mol/L的稀硫酸 100mL ,回答下列问题:
(1)需要取浓硫酸__________ mL
(2)如果实验室用98%的浓硫酸(密度为1.8g·cm-3 ) 配制3. 6 mol·L-1的稀硫酸250mL。计算所需浓硫酸的体积为_____________mL。
(3)由于错误操作, 使得浓度数据比理论值偏大的是__________________(填写序号)。
| A.使用容量瓶配制溶液时, 俯视液面定容后所得溶液的浓度 |
| B.没有用蒸馏水洗烧杯2-3次,并将洗液移入容量瓶中 |
| C.容量瓶用蒸馏水洗净,没有烘干 |
| D.定容时,滴加蒸馏水时液面略高于刻度线,再吸出少量水使液面凹面与刻度线相切 |
E.溶液稀释后未冷却至室温就转移到容量瓶并定容