四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料,用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也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,含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质),制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下:
已知:
Ⅰ.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===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+;
Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃。
回答下列问题:
(1)用盐酸酸浸时,为使酸浸速率加快,可采取的措施是:________________(至少写2条),发生主要反应的离子方程式为:___________。
(2)废渣的成分是_______。
(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。
(4)若将制得的固体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]=4.0×10-38,该温度下反应的平衡常数K=____。
(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)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用的方法是_______。
(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O,经过滤、水洗除去其中的Clˉ,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。
高三化学工业流程中等难度题
四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料,用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也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,含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质),制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下:
已知:
Ⅰ.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===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+;
Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃。
回答下列问题:
(1)用盐酸酸浸时,为使酸浸速率加快,可采取的措施是:________________(至少写2条),发生主要反应的离子方程式为:___________。
(2)废渣的成分是_______。
(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。
(4)若将制得的固体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]=4.0×10-38,该温度下反应的平衡常数K=____。
(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)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用的方法是_______。
(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O,经过滤、水洗除去其中的Clˉ,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。
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(16分) 以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和氧化铁红颜料, 原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)①反应I前需在FeSO4 溶液中加入________,以除去溶液中的Fe3+;
②反应I需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(2) ①反应II所得的副产品是________;试写出该副产品的一种用途为 ________。
②检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,
________。
(3)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________________________。实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有。
(4)反应III常被用于电解生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极 发生的电极反应可表示为:________ 。
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(12分)二氧化钛是钛的重要化合物,钛白(纯净的二氧化钛)是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿(主要成分FeTiO3,含Fe2O3、SiO2等杂质)制取二氧化钛,常用硫酸法,其流程如下:
(1)钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,该反应的化学方程式为
(2)为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率,除了采用循环浸取、延长时间外,适宜的条件还可以选择 。
(3)浸取液与铁屑反应的离子方程式为 ;X(晶体)为绿矾(FeSO4·7H2O),配制、保存该溶液时需加少量铁屑,目的是 。
(4)过滤时所需玻璃仪器为 、 和烧杯。
(5)第③步反应化学方程式 。
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二氧化钛是钛的重要化合物,钛白(纯净的二氧化钛)是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿(主要成分FeTiO3,含Fe2O3、SiO2等杂质)制取二氧化钛,常用硫酸法,其流程如下:
(1)钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,该反应的化学方程式 。
(2)为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率,除了采用循环浸取、延长时间、熔块粉碎外,适宜的条件还可以选择 (任写一种)。
(3)过滤时所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒和烧杯。从滤液中得到X为绿矾(FeSO4·7H2O)晶体的实验操作依次为:加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥。实验室要配制、保存该溶液时需加少量铁屑,目的是 。
(4)第③步反应化学方程式 。
(5)若实验时需要450mL2mol/L的C溶液,则在精确配制时,需用托盘天平称取NaOH固体 g,所使用的仪器除托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙外,还必须有 (填仪器名称)。
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二氧化钛是钛的重要化合物,钛白粉(纯净的二氧化钛)是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料.从钛铁矿(主要成分FeTiO3,含Fe2O3、SiO2等杂质)制取二氧化钛,常用硫酸法,其流程如下:
(1)钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,该反应的化学方程式为: .
(2)取少量浸取液,滴加KSCN溶液后呈血红色,说明溶液中存在 离子(填写离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是 (写明步骤、试剂和现象).
(3)浸取液与铁屑反应的离子方程式为 ;X(晶体)的化学式为 .
(4)第③步反应化学方程式 .
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铜及其化合物应用广泛。
Ⅰ.氯化亚铜(CuCl)广泛用于化工、印染、有机合成等行业。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO) 为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺过程如下:
已知:CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易氧化。回答下列问题:
(1)步骤①中N 元素被还原为最低价,则Cu溶解的离子方程式为_______________。
(2)步骤③中(NH4)SO3要适当过量,目的是使Cu2+充分还原,并保证Cu2+的还原速率和_____,其主要反应的离子方程式________________。已知NH4Cl、Cu2+的物质的量之比[n(NH4Cl]/n(Cu2+)] 与Cu2+沉淀率的关系如下图所示,当氯化铵用量增加到一定程度后Cu2+的沉淀率减少,原因是_____________________。
(3)步骤⑥中醇洗的目的是____________________________。
Ⅱ.以氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,可利太阳能热化学循环法分解H2O制H2,其物质转化如图所示。
(4)氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)与水反应的化学方程式为_______________。
(5)若x=0.15,则1mol CuFe2O4-x参与一次该循环,理论上能制得的H2体积为_______L(标准状况下)。
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