高三化学解答题中等难度题
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,它是空间技术、航
海、化工、医疗上不可缺少
的材料。为了提高资源的利
用率,减少环境污染,可将
氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组
成产业链,其关系如下图所
示。请回答下列问题:
(1)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。
(2)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟,白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3,试写出该反应的化学方程式:_________________________________。
(3)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H=一641 kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+Cl2(g)=1/2TiCl4(l) △H=一385 kJ·mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为________,
该反应在氩气氛中进行的理由是。
(4)在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上需额外补充H2________t (不考虑生
产过程中物质的任何损失)。
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金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):
(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还 原剂是 ________ ________ ,每生成1mol TiCl4转移________mol电子。
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 ________的不同。
(3)步骤④反应的化学方程式为________________________________,该反应在氩气中进行的理由是______________________________________。
(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有___。
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(14分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ.工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去):
(1)步骤①反应的化学方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是。
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3________的不同。
(3)步骤④反应的化学方程式为________________________________,该反应在氩气中进行的理由是______________________________________。
(4)绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有____________。
II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
(5)氯化反应TiO2 (s) +2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) 无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因:________。
方法二:以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中,碳块为阳极,电极反应式为:2O2ˉ– 4eˉ=O2↑;TiO2作阴极,被还原。
(6)阴极的电极反应式为。
(7)电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是________。
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(15分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
I、工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:
其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO?答:_________(填“需要”或“不需要”)
(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的离子方程式________。
II、为了提高资源的利用率,减少环境污染,可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。
(3)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。
(4)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s);△H=一641 kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+Cl2(g)=1/2TiCl4(l);△H=一385 kJ·mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为________,
该反应在氩气氛中进行的理由是________。
(5)在上述产业链中,合成192 t 甲醇理论上需额外补充H2t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。
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(13分) 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
(1)电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为________。
(2)写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。
(3)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s);△H = – 641 kJ/mol
②Ti(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s);△H = –770 kJ/mol
则2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s);△H=________。
反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s),在Ar气氛中进行的理由是________。
(4)在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上消耗H2 ________t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。
(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH + 3O2 + 4OH-=2CO32- + 6H2O。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。
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钛(Ti )被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
(l)电解饱和食盐水时,总反应的离子方程式是________。
(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程。
(3)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s) △H =-641kJ·mol-1
②Ti(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s) △H = -770kJ·mol-1
则2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s) △H=________。
反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti,在Ar气氛中进行的理由是:______________________________________ 。
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是________。
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(18分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,江西省攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
⑴电解食盐水时,总反应的离子方程式_____________________________________。
⑵写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:___________________。
⑶已知:①Mg(s) +Cl2(g)=MgCl2(s);ΔH=-641 kJ·mol-1
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s);ΔH=-770 kJ·mol-1
则2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH____________________
反应在Ar气氛中进行的理由是____________________。
⑷在上述产业链中,合成192 t甲醇理论上需额外补充H2__________t(不考虑生产过程中物质的任何损失)。
⑸以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是____________________________________________。
(6)已知2A2(g)+B2(g) 2C3(g);△H=-a kJ/mol(a >0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃时充分反应达平衡后C3的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
①比较a____________b(填>、=、<)
②此反应的平衡常数表达式为________________________;若将反应温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)
③能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
A.v(C3)=2v(B2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(A2)=2v正(B2) D.容器内的密度保持不变
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为了提高资源利用率,减少环境污染,化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链,如图所示。
请填写下列空白:
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理,请从原理上解释粉碎的作用:_______________________________________;
已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6,则氯化炉中的还原剂化学式是_________________________________________________。
(2)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1
②2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) ΔH=-512 kJ·mol-1
则Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH=________。
(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应,通入Ar气的作用是_________________________________________________________________。
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-===2CO32—+6H2O,该电池中正极上的电极反应式为____________________________________________。
工作一段时间后,测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
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