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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...

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Fe2O3SiO2Al2O3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++2H2OTi3+(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),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)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__________________

 

适当增大盐酸浓度;适当升高温度;搅拌、减小钛铁矿粒径等 FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O SiO2 取少量溶液,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明溶液中不含铁元素 4.0×104 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等 蒸馏(或分馏) TiCl4+(n+2)H2OTiO2·nH2O+4HCl 【解析】 钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)加入足量盐酸,得到的滤渣为不溶于酸的SiO2,得到含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等离子的强酸性浸出液,加入足量的铁粉至浸出液显紫色,铁元素转化为Fe2+;经系列处理得到绿矾和富含TiO2+的溶液,向溶液中加热水促进TiO2+的水解,生成TiO2·nH2O,焙烧分解得到TiO2,在与氯气、焦炭混合反应得到TiCl4,废气主要是二氧化碳。 (1)适当增大盐酸浓度;适当升高温度;搅拌、减小钛铁矿粒径等都可以加快浸取速率;该过程主要发生FeTiO3和盐酸的反应,根据题目信息可知反应过程中Ti元素生成TiO2+,结合元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O; (2)废渣为不溶于盐酸的SiO2; (3)铁元素可能以Fe2+或Fe3+的形式存在,取少量溶液,加入KSCN溶液,若不变红,则不含Fe3+,再加入氯水,仍然不变红,则不含Fe2+,综上说明溶液中不含铁元素; (4)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K===4.0×104; (5)根据图示,该工艺流程中存在的不足之处是:流程中的废渣、废液、废气没有进行合理的处理或回收再利用等; (6)四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃,二者的沸点差异较大,所以可以用分馏的方法分离; (7)TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式为TiCl4+(n+2)H2OTiO2·nH2O+4HCl。
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考点分析:
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醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2•2H2O (相对分子质量为376)是一种氧气吸收剂,为红棕色晶体,潮湿时易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。其制备装置及步骤如下:

________________________________________

②往装置A中依次加入过量锌粒、适量CrCl3溶液。

③关闭K2,打开K1,旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速。

④待A内的溶液由深绿色(Cr3+)变为亮蓝色(Cr2+)时,将溶液转移至装置乙中,当出现大量红棕色晶体时,关闭分液漏斗的旋塞。

⑤将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥,称量得到[Cr(CH3COO)2]2•2H2O

(1)实验步骤①进行什么操作______________________________

(2)装置A的名称__________________

(3)写出装置A中反应的离子方程式为_____________________________________________

(4)实现步骤①中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为__________________

(5)步骤③目的是_____________________________________________

(6)洗涤产品时,依次用去氧的冷蒸馏水、无水乙醇、乙醚,目的是__________________

(7)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质12.68g,实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 11.28g,则该实验所得产品的产率为_______(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)(用百分数表示,保留3位有效数字)

 

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25℃时,将浓度均为0.1mol/L、体积分别为VaVb和的HX溶液与NH3·H2O溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100mLVaVb与混合液的pH的关系如图所示。下列说法不正确的是(    )

A.HX为弱酸

B.b点:

C.b→c点过程中存在:

D.cd两点:值相等

 

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下列实验中,现象及结论都正确,且二者之间有因果的是(    )

选项

实验操作

现象

结论

A

将少量Na2SO3样品溶于水,滴加足量盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液

有白色沉淀产生

Na2SO3已变质

B

AlCl3溶液加热蒸干

得到白色固体

成分为纯净的AlCl3

C

蘸有浓氨水的玻璃棒靠近X

有白烟产生

X一定是浓盐酸

D

常温下,向等体积、等浓度的NaHCO3CH3COONa溶液中分别滴加2滴酚酞

两份溶液均变红,NaHCO3溶液红色更深

常温下的水解平衡常数:

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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2019227日至31日,第十届日本国际二次电池展在日本东京举行,各种新型二次电池在东京有明展览中心展出,其中以为代表的新型可充电钠离子电池,格外引人注意,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是(    )

A.放电时,正极反应式为:

B.放电时,电子自Mg箔流出,经含Na+的电解质流向Mo

C.充电时,Na+通过离子交换膜从右室移向左室

D.充电时,Mo箔接电源的负极

 

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为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(    )

A.已知2NACONAO2混合充分反应放出akJ的热量

B.t℃时,1LpH=6的纯水中含OHˉ数为10-6NA

C.标准状况下,2.24L甲醇中含有C-H键的数目为0.3NA

D.1L0.1mol/L的氢碘酸中含碘化氢分子数为0.1NA

 

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