1化学反应原理大题讲解:1.(15分)TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途
I、工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:其中,步骤②发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO
答:_________(填“需要”或“不需要”)(2)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的化学方程式
II、TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:方法一是电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,用碳块作电解槽池
(3)阴极反应的电极反应式为___________________________________
(4)电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________
方法二是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti
因下述反应难于发生:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ·mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4
当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行
(5)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1
请填空:TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=______________(6)从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因
答:____________________________________________________________
22.使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2,其生产流程如下图