工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石(含TiO
2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)+2Cl
2(g)=TiCl
4(l)△H=-804.2kJ/mol;
2Na(s)+Cl
2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol
請寫出用液態(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
除去起中和過量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物
除去起中和過量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物
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(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)問題.
①TiO
2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TiO
2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
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②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進(jìn)技術(shù),陽極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開,只允許氧離子通過,在電解過程中陽極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO
2污染物產(chǎn)生,通入的氣體若是H
2,則陽極電解反應(yīng)式為
H2+O2--2e-=H2O
H2+O2--2e-=H2O
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