(9分)自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,Ti的最高价为+4)制取纳米级TiO2的流程如下:
(1)步骤①发生的主要反应是________(用离子方程式表示)。
(2)上述制备二氧化钛的过程中,可以利用的副产物是________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入________处理。
(3)由金红石制备单质钛,.涉及到的步骤为:
则
反应在氩气氛中进行的理由是________。 (4)TiO2是白色粉末,不溶于水,也不溶于酸,但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。请写出TiO2与浓硫酸反应的化学方程式________。
高三化学填空题中等难度题
(9分)自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,Ti的最高价为+4)制取纳米级TiO2的流程如下:
(1)步骤①发生的主要反应是________(用离子方程式表示)。
(2)上述制备二氧化钛的过程中,可以利用的副产物是________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入________处理。
(3)由金红石制备单质钛,.涉及到的步骤为:
则
反应在氩气氛中进行的理由是________。 (4)TiO2是白色粉末,不溶于水,也不溶于酸,但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。请写出TiO2与浓硫酸反应的化学方程式________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示:
(1)钛铁矿与硫酸反应的化学方程式为 。
(2)加入的物质A为 。
(3)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为 ;水解过程中需要升高温度,其目的是:①加快反应水解速率 ② 。
(4)由TiO2获得金属Ti可用以下两种方法。
①电解法:以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质,其阴极的电极反应式为 。
②热还原法:首先将TiO2、氯气和过量焦炭混合,高温反应生成TiCl4;然后用Mg还原TiCl4即可制取Ti。生成TiCl4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;生成Ti的反应需在Ar气氛中,其原因为 。
高三化学实验题简单题查看答案及解析
二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是_________________________________。
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有__________________。
(3)加Fe的作用是_________________________________。
方法2:TiCl4水解生成TiO2·x H2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 ,此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
(4)① TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_______________________________;
② 检验TiO2·x H2O中Cl-是否被除净的方法是______________________________。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:
反应②的方程式是________,该反应需要在Ar气氛中进行,请解释原因:_____________。
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铁红(Fe2O3)和钛白粉(TiO2)均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量Fe2O3)联合生产铁红和钛白粉的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)FeTiO3中Fe的化合价为_______。
(2)为加快钛铁矿在稀硫酸中的溶解,可采取的措施有_______ (任写两种)。酸性溶液中加入适量铁屑的目的是将_______。
(3)FeSO4溶液与NH4HCO3溶液的反应温度应控制在35 ℃以下,其原因是_______,该反应的离子方程式是Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(4)TiO2+转化为TiO(OH)2需要加热,加热的目的是_______,该反应的离子方程式为TiO2++2H2OTiO(OH)2↓+2H+。
(5)常温时,在生成的FeCO3达到沉淀溶解平衡的溶液中,测得溶液中c(CO32-)=3.0×10-6 mol·L-1,pH为8.5,则所得的FeCO3中是否含Fe(OH)2_______?
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钛白粉(金红石晶型 TiO2)被广泛用于制造高级白色油漆。工业上以钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,含有 Fe2O3 和 SiO2 等杂质)为原料制钛白粉的主要工艺如下:
回答下列问题:
(1)第②步所得滤渣的成分是________。
(2)操作④中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶,该工艺过程若要在实验室里完成,其中的“过滤”操作,可选用下列装置________(填选项)。
(3)第③步的实验操作是______、过滤,从而获得副产品 FeSO4·7H2O。
(4)为测定操作③所得滤液中TiO2+的浓度,取待测滤液10 mL 用蒸馏水稀释至100 mL,加入过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ + Al + 6H+ = 3Ti3+ + Al3+ + 3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL(加铝粉时引起溶液体积的变化忽略不计),向其中滴加2~3 滴KSCN溶液作指示剂,用 0.1000 mol·L-1NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定至溶液出现红色,此时溶液中 Ti3+全部被氧化为 Ti4+,消耗标准液30.00mL。回答下列问题:
①下列操作会使所测 TiO2+浓度偏高的是______。
A. 在配制标准液的过程中,未洗涤烧杯和玻璃棒
B. 在配制标准液定容是俯视刻度线
C.用蒸馏水洗涤后未经润洗的滴定管取待测液
D.在滴定终点读数时仰视滴定管刻度线
②求得待测滤液中 TiO2+的物质的量浓度是______。
(5)科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发,找出了冶炼钛的新工艺—TiO2 直接电解法生产钛,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示。
写出阴极电极反应式___________。
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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________。
(2)物质A为________(填化学式),“一系列操作”为________。
(3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有________、________。(写出两条)。
(4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________;若制得金属Ti 9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。
(5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式________;若反应后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,则溶液中c(CO32-)=________mol·L-1。(已知:常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1)
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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为___。
(2)物质A为___(填化学式),“一系列操作”为___。
(3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有___、___。(写出两条)。
(4)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式___;若反应后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,则溶液中c(CO32-)=___mol·L-1。(已知:KSP(FeCO3)=2.025×10-11)
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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________。
(2)物质A为________(填化学式),“一系列操作”为________。
(3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有________、________。(写出两条)。
(4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________;若制得金属Ti 9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。
(5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式________;若反应后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,则溶液中c(CO32-)=________mol·L-1。(已知:常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1)
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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________。
(2)物质A为________(填化学式),“一系列操作”为________。
(3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有________、________。(写出两条)。
(4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________;若制得金属Ti 9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。
(5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式________;若反应后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,则溶液中c(CO32-)=________mol·L-1。(已知:常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1)
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锂离子电池的应用很广,一种利用钛铁矿[主要成分为偏钛酸亚铁(FeTiO3),含有少量Fe2O3]制取钛白粉(TiO2)和利用其副产物制取锂离子电池的正极材料(LiFePO4)的工艺流程如下(部分条件未给出)。
(1)FeTiO3中Ti的化合价为______;在“还原”步骤中,还原“Fe3+”的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(2)FeSO4溶解度与温度关系如下表,
温度(℃) | 30 | 20 | l5 | l0 | 5 | 0 | -2 | -6 |
FeSO4 (g/L) | 240 | 190 | 130 | 117 | 95 | 79 | 59 | 38 |
则操作I 的名称为_______、过滤。
(3)“转化” 步骤中对溶液进行加热的主要目的是_____________。
(4)写出“沉铁”的离子反应方程式___________,为使Fe3+完全沉降,则PO43-的浓度至少应为___________(己知:Ksp (FePO4· 2H2O) = 9.91×10-16)。
(5)流程中可循环利用的物质是(H2O除外)______,写出固相焙烧的反应方程式______。
(6)某锂离子充放电时,正极发生LiFePO4与FePO4的转化,当充电时,电池负极发生的
反应为6C+xLi++xe-=LixC6,写出放电时电池反应方程式______________。
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