工业上生产金属钛的方法很多。以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛,生产的工艺流程图如下,其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为:
FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
回答下列问题:
(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于______________________ (选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(2)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化,物质A是________,上述制备TiO2的过程中,所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。
(3)反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________。
(4)由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有:
TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g) ΔH1 = -72 kJ•mol-1
TiO2(s) + 2Cl2 (g) =TiCl4(g) + O2 (g) ΔH2 =+38.8kJ•mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH3 =+282.8kJ•mol-1
①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是______________________。
②反应C(s)+O2(g)=CO2 (g)的ΔH=_______________。
(5)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式:________________________________。
②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释) 。
除去下列物质中的少量杂质(括号内杂质),填写所需试剂及相关反应的离子方程式:
含有下列离子的五种溶液①Ag+②Mg2+③Fe2+④Al3+⑤Fe3+试回答下列问题:
(1)既能被氧化又能被还原的离子是____________(填离子符号,下同)
(2)向③中加入NaOH溶液,现象是____________________
有关化学方程式是___________________________________________
(3)加入过量NaOH溶液无沉淀的是_____________
(4)加铁粉溶液质量增重的是_________,溶液质量减轻的是___________
(5)遇KSCN溶液呈红色的是_________________________
(6)能用来鉴别Cl–存在的离子是___________
t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),△H=-196.6kJ/mol. 2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为;平衡时SO2转化率为。
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号,下同)。
A.溶器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是。
A.向容器中通入少量O2
B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为。
将化学知识系统化,有助于对化学问题的进一步认识和理解。
资料1:化学反应的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起反应,只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。
资料2:化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。
资料3:化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。在热力学标准态(298K、1.01×105Pa)下,由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。
根据以上资料回答下列问题:
(1)图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图,其中属于有效碰撞的是
__________________(选填“A”、“B”或“C”);
(2)图Ⅱ是1molNO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO
反应的热化学方程式:
___________________________________________;
(3)下表是部分化学键的键能数据:
已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol,白磷完全燃烧的产物结构(P4O10)如图Ⅲ所示,则上表中
X=_______________________________。
(4)图Ⅳ为氧族元素的氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。
请你归纳:非金属元素的氢化物的稳定性与氢化物的生成热(ΔH)
之间的关系:_____________________________________。
(9分)(1)1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。
①下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是____________。
A.Na+(g)+Cl-(g)―→NaCl(s);△Q |
B.Na(s)+Cl2(g)―→NaCl(s);△Q1 |
C.Na(s)―→Na(g);△Q2 |
D.Na(g)-e-―→Na+(g);△Q3 |
E.Cl2(g)―→Cl(g);△Q4
F.Cl(g)+e-―→Cl-(g);△Q5
②写出△Q1与△Q、△Q2、△Q3、△Q4、△Q5之间的关系式________________________________________________________________________
(2)可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),取a mol A和b mol B置于V L密闭容器中,2 min后,测得容器中A的浓度为x mol·L-1,以物质C的浓度变化来表示这段时间内反应的平均速率应为____________。