四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是 。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在 范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K= 。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用 方法。
|
TiCl4 |
SiCl4 |
熔点/℃ |
-25.0 |
-68.8 |
沸点/℃ |
136.4 |
57.6 |
(每空1分,共6分)焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵,其作用是消除焊接处的铁锈。发生的反应体系中共有六种物质:NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。
(1)根据题意,可判断出X是(写化学式)。
(2)写出并配平该反应的化学方程式:;
(3)发生氧化反应的物质是,反应中4mol的氧化剂能(填“失去”或“得到”)mol电子;
(4)反应中产生了11.2L(标准状况)的气体时,被还原的物质的质量为。
(每个方程式2分,其余每空1分,共8分)现有下列物质:①KI②铜③稀硝酸④NH3⑤NaHSO4⑥Ba(OH)2⑦氢氧化铁胶体⑧氨水
(1)按物质的分类方法填写表格的空白处(填物质编号)
分类标准 |
电解质 |
盐 |
非电解质 |
混合物 |
属于该类的物质 |
(2)上述某两种物质在溶液中可发生离子反应:H++OH-=H2O,写出该离子反应对应的化学方程式。
(3)物质①的稀溶液在空气中被氧化,加入淀粉溶液显蓝色,则反应的离子方程式为。
下列关于各实验装置的叙述中不正确的是( )
A.装置①可用于分离C2H5OH和H2O的混合物 |
B.装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体 |
C.装置③中X若为CCl4,可用于吸收NH3或HCl,并防止倒吸 |
D.装置④可用于干燥、收集NH3,并吸收多余的NH3 |
已知铜在常温下能被HNO3溶解,反应方程式为:
3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)请将上述反应改成离子方程式
___________________________________________________________________
(2)上述反应中,氧化剂是 _____________,氧化产物是_____________。
(3)每2 molCu参加反应,转移的电子__________ 个,在反应的硝酸中没有参加氧化还原反应的硝酸占总硝酸的________________。
(10分)某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均己略去)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是___________________________。
(2)装置E中的现象是________________________________________。
(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法:________________________。
(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体,设计流程如下:
滤液FeCl3溶液
FeCl3·6H2O晶体
①步骤Ⅰ中通入Cl2的作用是____________________________________。
②该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合离子方程式简要说明)_______________。