金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如下:
已知:2H2SO4(浓)+ FeTiO3=TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
(1)步骤I中发生反应的离子方程式: 、 。
(2)已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时,难溶电解质溶解度(s)与pH关系如图,TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因是 。
②TiO2+水解的离子方程式为 。向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。
当溶液pH接近 时,TiO(OH)2已沉淀完全。
(3)反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
|
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(4)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。写出阳极上所发生的反应式: 。
化学反应速率用时间内或的的变化来表示。在容积不变的反应器中,通常是用时间内反应物浓度的或生成物浓度的来表示,即表达式,化学反应速率常用的单位有。
按要求书写下列方程式并填写反应类型(12分):
实验室制取氧气(任写一种)反应类型
实验室制取二氧化碳反应类型
氢气还原氧化铜反应类型
铁在氧气中燃烧反应类型
包括3小题,(共10分)
(1)1mol H2SO4中约含有个H2SO4,mol H ,mol O
(2)9.03×1023个CO2的物质的量是mol,在标准状况下的体积L,质量是是克。
(3)在100mL2mol/LH2SO4溶液中,H2SO4的质量是克。H+的物质的量浓度为。
(4)质量分数为36.5%、密度为1.18g/cm3的浓盐酸中HCl的物质的量浓度为。
(共5分)分离沸点不同但又互溶的液体混合物,常用的方法是 ;分离固液混合物的常用的方法是 ;分离两种溶解度相差很大的溶质的溶液时,常用的方法是;萃取的条件是 。
将对应的符号或名称补充完整(共4分):
2个氢原子FeSO4硝酸根离子Ca(OH)2