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图如下:
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+
2 TiO2+(无色)+ Fe + 4H+==== 2Ti3+(紫色)+ Fe2++2 H2O
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°C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)====TiCl 4(l)+O2(g) ΔH=+140kJ·mol-1
2C(s)+O2(g) 2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl 4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)依据表格信息,要精制含少量SiCl 4杂质的TiCl 4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔点/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸点/℃ | 136.4 | 57.6 |
光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)ΔH=+108 kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8 min时的平衡常数K= ;
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2) T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)= mol·L-1;
④比较产物CO在2 min~3 min、5 min~6 min和12 min~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小 ;
⑤比较反应物COCl2在5 min~6 min和15 min~16 min时平均反应速率的大小:v(5~6) v(15~16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
(2)常温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为 ;
②已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断 (NH4)2CO3溶液的pH 7(填“<”、“>”或“=”);相同温度下,等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为(填序号) 。
a、NH4HCO3 b、NH4A c、(NH4)2CO3 d、NH4Cl
硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。
| 甲 | 乙 | 丙 | |
起始物质的量 | n(SO2) / mol | 0.4 | 0.4 | 0.8 |
n(O2) / mol | 0.24 | 0.48 | 0.48 | |
SO2的平衡转化率 | 80% | α1 | α2 | |
下列判断中,正确的是
A.甲中反应的平衡常数大于乙
B.平衡时,SO2的转化率:α1<80%<α2
C.该温度下,乙中平衡常数值为400
D.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍
某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是
A.正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-
B.放电时,交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.01 mol离子
X、Y、Z、W的原子序数依次增大的短周期元素,其含氧酸根离子不能破坏水的电离平衡的是
A.XO32- B.ZO42- C.YO2- D.WO—
在实验室中常以草酸钠(Na2C2O4)为标准液,通过氧化还原滴定来测定高锰酸钾溶液的浓度,其反应的化学方程式为:C2O42—+MnO4—+H+—→Mn2++CO2↑+H2O。下列有关草酸钠滴定高锰酸钾实验的叙述,正确的是
A.滴定过程中,高锰酸钾被氧化,草酸钠被还原
B.用酸式滴定管量取草酸钠溶液
C.该反应中,消耗的草酸钠与高锰酸钾的物质的量之比为5:2
D.为便于滴定终点的判断,滴定时必须往体系中加入指示剂