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热点强化练七
无机化工流程题
1.金属钛被称为“21世纪金属”。利用钛铁矿粉
Fe(Ⅱ)Ti(IV)O]为主要原料制取TiO2·H2O和绿矾,其工艺流程如下:
NH.·H,0
92%HS0
罚H=6.5
主要产品
逃清
FS0·7H0
已知:铝片可以把Ti(IV)还原为T+,Ti3+可以还原Fe3+生成Fe2+。
(1)酸浸的主要反应方程式为
(2)钛水解的离子方程式为
获得主要产
品的实验操作为
(3)室温下,TiC14为无色液体,沸点为136.4℃,在空气中发烟并生成TiO2,
试写出该过程的化学方程式
。又知
Na2TiO3与NaAlO2性质相似,推测TiCl为
化合物(填“离子”或“共
价”),Ti02为
氧化物(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(④还可以用下列方法制备金属钛。
DTiO2(s)+2Cl(g)TiCl(g)+02(g)
△H=+151 kJ-mol-1
②TiC4十2MgF国(2MgCh2+Ti
实际生产中需在反应①过程中加入炭,以顺利制得TC4。炭的作用除燃烧
放热外,还有
0
(⑤精确称量m克TiO2粉末于锥形瓶中,加入20mL20%H2SO4和15mL
浓盐酸,3克铝片,并置于50℃水浴中加热,振荡直至溶液变为透明清晰的紫色,
过滤,除去剩余的铝片。用NHSCN作指示剂,迅速用amol·L一1NHFe
(SO2标准液滴定,滴定至终点时消耗标准液bmL。则粉末中TiO2的含量表达
式为
(用m、a、b表示。
答案(1)FeTi03+2H2S04一TiOS04+FeS04+2H20
(2)Ti02++2H20—Ti02·H20↓+2H+过滤
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(3)TiCL+2H20国国TiO2+4HCI共价两性
(4)消耗反应①中生成的O2,使平衡右移,提高TC14的产率
(⑤)8abm%
解析
FeTO,在魂酸作用
加入Fe粉的目的
少F”
广提资杂商
被氧亿为F
NH·H0主妻为
92%1H80
调H=6.5Ti0水解
T0,S0
精制猥铁水解T0,·H0
主要产品
油溢
FS0.·7H0
主要为钱铁矿中难湾
于硫酸和水的难游樹
(①)“酸浸”时,钛铁矿和疏酸反应生成FeSO4和TiosO4,其化学方程式为
FeTiO3+2H2S0,—Ti0S04+FeS04+2H20。
(2)钛水解后得到TiO2·H20,其离子方程式为Ti02++2H20一TiO2·
H20↓十2H+,分离溶液和固体的实验操作为过滤。
(3)TiC14在空气中发烟并生成TiO2,其原理为TiCl4水解:TiC14+2H2O
F到(TiO2十4HC1;己知A1C3为共价化合物,A2O3为两性氧化物,Na2TiO3
和NaAIO2性质相似,由此可知,TiC4为共价化合物,TiO2为两性氧化物。
(⑤TiO2中加入H2S04和浓盐酸后,TiO2溶解得到TiO2+,加入铝片将TiO2
+还原为T+,紫色即为T3+的颜色,加入NH.SCN作指示剂,用NH,Fe
(SO2溶液滴定,Fe3+能将T3+氧化为TO2+,由得失电子守恒和元素守恒可列
出关系式:TiO2~TiO2+Ti+~Fe3+,达到滴定终点时消耗amol·L1NH,Fe
(S02溶液bmL,则nFe3+)=abX10-3mol,由此可得n(TiO2)=ab×10一3mol,
TiO2的含量为80×10-3abm×100%=8abm%。
2.(2021·济南市高三模拟考试超细纳米铜粉的比表面积大、表面活性中心
数耳目多,在治金和石油化工中是优良的催化剂。利用铜屑制备超细纳米铜粉的工
艺流程如下:
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空气氨水
O,
溶液C气体D
调节至
微酸性】
铜屑一
溶解
中和成盐一还原一
酸解
硫酸
滤液A
足量硫酸
通细,
纳米铜粉
后续处理纳米级铜
(1)“溶解”的离子方程式为
为了加快“溶
解”反应,可采取的措施有
(写出一种即可可。
(2)“滤饼B”是一种白色品体,元素分析表明含有Cu、S、O、N、H五种
元素,Cu、S、N的原子数目比为1:1:1,光谱分析显示所含阴离子呈三角锥
形,其中一种阳离子呈正四面体形,则该品体的化学式为
3)“酸解”的化学方程式为
验
证酸解后所得铜粉为纳米级的简便方法是
(填
操作及现象)。
(④“溶液C”可以循环利用,应将其导入到
操作中(填操作单元的名
称
答案1)2Cu+02+8NH3·H20—2[CuNH)4P++40H-+6H20搅拌
(或增大氨水的浓度或增加通入氧气的量或适当升