以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦,生產(chǎn)的工藝流程圖如下,其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O

回答下列問題:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)屬于
 
(選填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”).
(2)上述生產(chǎn)流程中加入物質(zhì)A的目的是防止Fe2+被氧化,物質(zhì)A是
 
,上述制備TiO2的過程中,所得到的副產(chǎn)物和可回收利用的物質(zhì)分別是
 
、
 

(3)反應(yīng)TiCl4+2Mg═2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是
 

(4)由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應(yīng)有:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(g)+2CO(g)△H1=-72kJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)△H2=+38.8kJ?mol-1
C(s)+CO2(g)═2CO(g)?△H3=+282.8kJ?mol-1
反應(yīng)C(s)+O2(g)═CO2(g)的△H=
 
考點:物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,熱化學(xué)方程式
專題:實驗設(shè)計題,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
分析:以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦,鈦鐵礦石加入濃硫酸,鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O,加入水溶解后加入鐵防止亞鐵離子被氧化,沉降分離得到溶液Ⅰ,冷卻結(jié)晶得到硫酸亞鐵晶體,過濾得到溶液Ⅱ為TiOSO4,加熱過濾得到濾液為硫酸,沉淀為鈦酸煅燒得到二氧化鈦,加入氯氣和焦炭高溫反應(yīng),由二氧化鈦制取四氯化鈦,加入鎂反應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行,發(fā)生的反應(yīng)為;TiCl4+2Mg═2MgCl2+Ti;
(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素的化合價發(fā)生變化進(jìn)行分析判斷;
(2)亞鐵離子易被氧化為鐵離子,加入金屬鐵可以防護(hù)被氧化,根據(jù)流程確定所得到的副產(chǎn)物和可回收利用的物質(zhì);
(3)Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性,在高溫下都易被空氣中的O2氧化,鎂和氮氣二氧化碳都反應(yīng);
(4)根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變;
解答: 解:(1)鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO3,其中鐵元素的化合價為+2價,氧元素的化合價為-2價,鈦的化合價為+4價,鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)后,TiOSO4中鈦的化合價為+4價,硫為+6價,氧元素的化合價為-2價,F(xiàn)eSO4中鐵元素的化合價為+2價,氧元素的化合價為-2價,無化合價的變化,是非氧化還原反應(yīng),
故答案為:非氧化還原反應(yīng);
(2)亞鐵離子易被氧化為鐵離子,加入金屬鐵可以防護(hù)被氧化,所以A是金屬鐵,根據(jù)流程,所得到的副產(chǎn)物是綠礬,可回收利用的物質(zhì)是硫酸;
故答案為:Fe;綠礬和硫酸;
(3)Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性,在高溫下都易被空氣中的O2氧化,鎂和二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳,鎂和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂,所以反應(yīng)TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar氣氛中進(jìn)行;
故答案為:防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣(或氮氣、二氧化碳)作用;
(4)已知反應(yīng)a、TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H1=-72kJ?mol-1
b、TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H2=+38.8kJ?mol-1
c、C(s)+CO2(g)=2CO(g)?△H3=+282.8kJ?mol-1
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)可以看成是a-b-c獲得,所以該化學(xué)反應(yīng)的焓變△H=-72kJ?mol-1-282.8kJ?mol-1-38.8kJ?mol-1=-393.6 kJ/mol,
故答案為:-393.6 kJ/mol;
點評:本題考查學(xué)生化學(xué)反應(yīng)的方向以及元素化合物的性質(zhì)知識,注意知識的歸納和整理是解題的關(guān)鍵,難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列物質(zhì)中不屬于有機(jī)物的是( 。
A、醋酸B、碳酸鈉C、酒精D、苯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知銅在常溫下能被HNO3溶解,反應(yīng)方程式為:3Cu+8HNO3═3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
(1)請將上述反應(yīng)改成離子方程式:
 
;
(2)上述反應(yīng)中,氧化劑是
 
,具有
 
性,被
 
,被氧化的元素是
 
,氧化產(chǎn)物是
 

(3)HNO3沒有全部參加氧化還原反應(yīng),如果生成標(biāo)況下2.24L的NO氣體,則被還原的硝酸有
 
mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知A是淀粉在一定條件下水解生成的最終產(chǎn)物,現(xiàn)有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系:淀粉
H2O/H+
A
酒化酶
B
Cu
C
(1)寫出A的分子式
 

(2)B→C的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
 

(3)已知B物質(zhì)與乙酸在濃硫酸存在下加熱能產(chǎn)生一種有香味的物質(zhì),請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上制取純凈的CuCl2?2H2O的主要過程是:①將粗氧化銅(含少量Fe)溶解于稀鹽酸中,加熱,調(diào)節(jié)濾液的PH為3;②對①所得濾液按下列步驟進(jìn)行操作:

已知Cu2+、Fe2+在PH為4~5時不水解,而Fe3+卻幾乎完全水解而沉淀.請回答下列問題:
(1)X是(填化學(xué)式)
 
,其反應(yīng)的離子方程式為
 
;
(2)Y可選擇下列物質(zhì)中的(填編號)
 

①Cu    ②CuO固體    ③Cu(OH)2固體    ④NaOH固體
(3)溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時應(yīng)注意
 

(4)向盛有1mL 0.1mol/L CuCl2溶液的試管中滴加2滴(1滴約0.05mL)2mol/L NaOH溶液,有藍(lán)色沉淀生成,再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液,靜置.可以觀察到的現(xiàn)象是
 
,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是(  )
A、Cu溶于稀硝酸:Cu+2H++NO3-=Cu2++NO2↑+H2O
B、向NaAlO2溶液中通入過量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
C、(NH42Fe(SO42溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)制Fe(OH)2:Fe2++2OH-=Fe(OH)2
D、用CuCl2溶液做導(dǎo)電性實驗,燈泡發(fā)光:CuCl2=Cu2++2Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

過氧化鈣(CaO2)難溶于水,在常溫下穩(wěn)定,在潮濕空氣及水中緩慢分解放出氧氣,因而廣泛應(yīng)用于漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等許多方面.如圖是以大理石(主要雜質(zhì)是氧化鋁)等為原料制取過氧化鈣(CaO2)的流程.

請回答下列問題:
(1)①中實驗操作順序為
 
(填序號).
a.過濾    b.蒸餾    C.分液    d.蒸發(fā)結(jié)晶
(2)用氨水調(diào)節(jié)pH至7~8的目的是
 

(3)寫出生成濾渣B的離子方程式
 

(4)若在濾液C中,加入HN
 
,使溶液呈酸性以得到副產(chǎn)物NH4NO3,則酸化后溶液中,c(NH4+
 
c(N03-)(填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“=”)
(5)操作②是在低溫下,往過氧化氫濃溶液中投入無水氯化鈣進(jìn)行反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
.一段時間后,再加入氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH至9~11,現(xiàn)大量沉淀.用簡要的文字解釋需用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9~ll的原因
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

I、通過火法冶金煉出的銅是粗銅,含雜質(zhì)金、銀、鐵、鋅等金屬和少量礦物雜質(zhì)(與酸不反應(yīng)).制作電器及其他儀器產(chǎn)品時必須要求是純銅,為此以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實現(xiàn)了粗銅的提純.
表:幾種物質(zhì)形成沉淀時的pH
物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2
開始沉淀時的pH7.62.75.74.7
完全沉淀時的pH9.73.78.57.3
(1)在精煉銅時,陰極電極反應(yīng)方程式為
 
;金、銀以單質(zhì)的形式沉積在電解槽
 
(填“陽極”或“陰極”)的槽底.
(2)在精煉銅的過程中,Cu2+濃度逐漸降低,c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大,所以需定時除去其中的Fe2+、Zn2+.甲同學(xué)設(shè)計了如下除雜流程:
①試劑a最好選用
 
(填寫序號),加入試劑a的目的是
 

a、氯水     b、高錳酸鉀溶液      c、硝酸    d、雙氧水
②操作①是
 
,根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析,除雜方案中能夠除去的雜質(zhì)金屬陽離子是
 
(填化學(xué)式).
II、重金屬離子對河流海洋等會造成嚴(yán)重的污染.某化工廠產(chǎn)生的廢水(pH=2.0,密度為1g?mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金屬離子,其濃度約為0.01mol?L-1,排放前擬用沉淀法回收這兩種金屬,查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
難溶電解質(zhì)AgIAgOHAg2SPbI2Pb(OH)2PbS
Ksp8.3×10-175.6×10-86.3×10-507.1×10-91.2×10-153.4×10-28
(1)你認(rèn)為往廢水中投入
 
(填字母序號)沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na2S    c、KI    d、Ca(OH)2
(2)如果用生石灰處理上述廢水,使溶液的pH=8.0,處理后的廢水中c(Pb2+)=
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某校化學(xué)興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)計了如圖所示的實驗裝置和實驗方案(夾持儀器已省略),請你參與此項活動并回答相應(yīng)問題.Ⅰ探究濃硫酸的某些性質(zhì)
(1)按圖示的連接裝置,檢查裝置的氣密性,稱量E的質(zhì)量.
(2)將m g鐵碳合金樣品放入A中,再加入適量的濃硫酸.儀器A的名稱為
 

未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
 

(3)點燃酒精燈一段時間后,A、B中可觀察到明顯的現(xiàn)象.寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
 
.B中的現(xiàn)象是
 
,由此可知濃硫酸具有
 
性.
(4)反應(yīng)一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因溫度較高,反應(yīng)放熱外,還可能的原因是
 

Ⅱ測定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(5)裝置C的作用
 
;D的作用
 
;待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重.E增重bg.則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 
(用含m、b的表達(dá)式表示);整個實驗裝置是否需要改進(jìn),若需要,如何改進(jìn)?并簡述理由
 
(若不需改進(jìn)可不回答)

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