工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO2大于96%)等為原料生產(chǎn).

(1)由金紅石為原料采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下:
①沸騰氯化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO

②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;
2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出用液態(tài)鈉與四氯化鈦置換出鈦的熱化學(xué)方程式
4Na(l)+TiCl4(l)=4NaCl(s)+Ti(s)△H=-970.2kJ/mol
4Na(l)+TiCl4(l)=4NaCl(s)+Ti(s)△H=-970.2kJ/mol

③海綿鈦破碎后用0.5%~1.5%的鹽酸洗滌,再用蒸餾水洗滌至中性,用鹽酸洗滌的目的是
除去起中和過(guò)量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物
除去起中和過(guò)量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物

(2)科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.試回答下列有關(guān)問(wèn)題.
①TiO2直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如圖所示,在陰極,被還原的Ca進(jìn)一步還原TiO2獲得鈦,則在陰極所發(fā)生的反應(yīng)為:
2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti
2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti


②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽(yáng)極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開(kāi),只允許氧離子通過(guò),在電解過(guò)程中陽(yáng)極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生,通入的氣體若是H2,則陽(yáng)極電解反應(yīng)式為
H2+O2--2e-=H2O
H2+O2--2e-=H2O
分析:(1)①根據(jù)沸騰爐中的反應(yīng)物以及工業(yè)原理來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式;
②根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變并書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式;
③根據(jù)海綿鈦的成分來(lái)確定鹽酸洗的作用;
(2)①在電解池的陰極上市電解質(zhì)中的陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng);
②在電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的還原反應(yīng).
解答:解:(1)①沸騰爐中的反應(yīng)物有TiO2、2Cl2、2C反應(yīng)會(huì)生成TiCl4和2CO,即發(fā)生化學(xué)反應(yīng):TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO,故答案為:TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO;
②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2 kJ/mol;
(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
(III) Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol,
將方程式2(II)-(I)-(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),
△H=2×(-882.0kJ/mol)-(-804.2kJ/mol)-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案為:4Na(l)+TiCl4(l)=4NaCl(s)+Ti(s)△H=-970.2kJ/mol;
③海綿鈦中含有鈉、氯化鈉和鈦的低價(jià)氯化物,鹽酸能和鈉反應(yīng),且能溶解氯化鈉及鈦的低價(jià)氯化物,從而得到較純的鈦,
故答案為:除去其中的過(guò)量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的低價(jià)氯化物;
(2)①電解時(shí),陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子,電極反應(yīng)式為2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti,故答案為:2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti;
②電解過(guò)程中陽(yáng)極通入還原性氣體氫氣,發(fā)生失電子的還原反應(yīng),即:H2+O2--2e-=H2O,故答案為:H2+O2--2e-=H2O.
點(diǎn)評(píng):本題考查了金屬的冶煉、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、熱化學(xué)反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn),注意焓變的有關(guān)計(jì)算、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是高考的熱點(diǎn),應(yīng)重點(diǎn)掌握.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

鈦是繼鐵、鋁后的第三金屬,常溫下鈦的化學(xué)活性很小,僅能與氟氣、氫氟酸等幾種物質(zhì)起作用.但在較高溫度下,鈦可與多種單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng).工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO2大于96%)等為原料生產(chǎn).
(1)由金紅石為原料采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下:

①沸騰氯化爐中反應(yīng):TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行(已知該反應(yīng)△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)
不能
不能
(選填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
則TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
-970.2
-970.2
kJ/mol
③海綿鈦破碎后用0.5%~1.5%的鹽酸洗滌,再用蒸餾水洗滌至中性,用鹽酸洗滌的目的
除去其中過(guò)量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的低價(jià)氯化物
除去其中過(guò)量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的低價(jià)氯化物

(2)科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.試回答下列有關(guān)問(wèn)題.
①TiO2直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如右圖所示,陰極獲得鈦可能發(fā)生的反應(yīng)或電極反應(yīng)為:
TiO2+4e-=Ti+O2-
TiO2+4e-=Ti+O2-

②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽(yáng)極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開(kāi),陽(yáng)極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生,通入的氣體是
H2
H2

(3)海棉鈦通常需要經(jīng)過(guò)真空電弧爐里熔煉提純,也可通過(guò)碘提純法,原理為:,下列說(shuō)法正確的是
d
d

(a) 該反應(yīng)正反應(yīng)為的△H>0
(b) 在不同溫度區(qū)域,TiI4的量保持不變
(c) 在提純過(guò)程中,I2的量不斷減少
(d) 在提純過(guò)程中,I2的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

鈦是繼鐵、鋁后的第三金屬,常溫下鈦的化學(xué)活性很小,僅能與氟氣、氫氟酸等幾種物質(zhì)起作用.但在較高溫度下,鈦可與多種單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng).工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO2大于96%)等為原料生產(chǎn).
(1)由金紅石為原料采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下:

精英家教網(wǎng)

①沸騰氯化爐中反應(yīng):TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行(已知該反應(yīng)△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)______(選填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
則TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=______kJ/mol
③海綿鈦破碎后用0.5%~1.5%的鹽酸洗滌,再用蒸餾水洗滌至中性,用鹽酸洗滌的目的______.
(2)科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.試回答下列有關(guān)問(wèn)題.
①TiO2直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如右圖所示,
精英家教網(wǎng)
陰極獲得鈦可能發(fā)生的反應(yīng)或電極反應(yīng)為:______.
②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽(yáng)極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開(kāi),陽(yáng)極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生,通入的氣體是______.
(3)海棉鈦通常需要經(jīng)過(guò)真空電弧爐里熔煉提純,也可通過(guò)碘提純法,原理為:
精英家教網(wǎng)
,下列說(shuō)法正確的是______.
(a) 該反應(yīng)正反應(yīng)為的△H>0
(b) 在不同溫度區(qū)域,TiI4的量保持不變
(c) 在提純過(guò)程中,I2的量不斷減少
(d) 在提純過(guò)程中,I2的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2009-2010學(xué)年江蘇省鹽城市高三(上)期中化學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題

鈦是繼鐵、鋁后的第三金屬,常溫下鈦的化學(xué)活性很小,僅能與氟氣、氫氟酸等幾種物質(zhì)起作用.但在較高溫度下,鈦可與多種單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng).工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO2大于96%)等為原料生產(chǎn).
(1)由金紅石為原料采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下:

①沸騰氯化爐中反應(yīng):TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行(已知該反應(yīng)△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)______(選填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
則TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=______kJ/mol
③海綿鈦破碎后用0.5%~1.5%的鹽酸洗滌,再用蒸餾水洗滌至中性,用鹽酸洗滌的目的______.
(2)科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.試回答下列有關(guān)問(wèn)題.
①TiO2直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如右圖所示,陰極獲得鈦可能發(fā)生的反應(yīng)或電極反應(yīng)為:______.
②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽(yáng)極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開(kāi),陽(yáng)極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生,通入的氣體是______.
(3)海棉鈦通常需要經(jīng)過(guò)真空電弧爐里熔煉提純,也可通過(guò)碘提純法,原理為:,下列說(shuō)法正確的是______.
(a) 該反應(yīng)正反應(yīng)為的△H>0
(b) 在不同溫度區(qū)域,TiI4的量保持不變
(c) 在提純過(guò)程中,I2的量不斷減少
(d) 在提純過(guò)程中,I2的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年廣東省湛江二中高二(上)期末化學(xué)試卷(理科)(解析版) 題型:解答題

工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO2大于96%)等為原料生產(chǎn).

(1)由金紅石為原料采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下:
①沸騰氯化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;
2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出用液態(tài)鈉與四氯化鈦置換出鈦的熱化學(xué)方程式______
③海綿鈦破碎后用0.5%~1.5%的鹽酸洗滌,再用蒸餾水洗滌至中性,用鹽酸洗滌的目的是______.
(2)科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.試回答下列有關(guān)問(wèn)題.
①TiO2直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如圖所示,在陰極,被還原的Ca進(jìn)一步還原TiO2獲得鈦,則在陰極所發(fā)生的反應(yīng)為:______.

②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽(yáng)極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開(kāi),只允許氧離子通過(guò),在電解過(guò)程中陽(yáng)極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生,通入的氣體若是H2,則陽(yáng)極電解反應(yīng)式為_(kāi)_____.

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