- 热化学方程式
- 共127题
四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色) ＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色) ＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色) ＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色) ＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是____________。
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_______范围。
（3）若把③中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39,该温度下反应Fe (OH)3＋3H＋
（4）已知：TiO2 (s) ＋2 Cl2 (g)=TiCl4(l) ＋O2(g) △H=+140KJ·mol-1
2C(s) ＋O2(g)=2CO(g) △H=-221KJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_____________。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。
（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_____________方法。
正确答案
见解析。
解析
（1）根据题意给出方程式分析铁屑的作用就是作为还原剂的，即：将Fe3＋还原为Fe2＋，另外浸出液显紫色，说明含有Ti3＋，防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋。参考答案中“生成Ti3＋保护Fe2＋不被氧化。”有点让人费解，能不能说成“防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋”或者说“将TiO2＋还原成Ti3＋”。
（2）形成TiO2·n H2O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10－9~10－ 7m（或1nm—100nm）；
（3）Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH—)＝2.79×10—39，25℃时，c(H+)×c(OH—)＝Kw＝1×10—14；反应Fe (OH)3＋3H＋
（4）涉及盖斯定律计算，比较常规，按要求写出方程式相加即可得出答案：
TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g) △H=—81KJ·mol-1
（5）依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处产生了废气，废液，废渣等。
（6）右表信息可以看出，SiCl4，TiCl4两者的沸点相差较大，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4可用蒸馏（或分馏）等方法。
知识点
将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见
正确答案
解析
略
知识点
下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
（1） 方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中
能提高燃煤烟气中
a增大氨水浓度 b升高反应温度
c使燃煤烟气与氨水充分接触 d通入空气使
采用方法Ⅰ脱硫，并不需要先出去燃煤烟气中大量的
（2） 方法Ⅱ重要发生了下列反应：
（3） 方法Ⅲ中用惰性电极电解
正确答案
（1）a c HCO3－ ＋SO2＝ CO2＋HSO3－
（2）S(g)＋O2(g) ＝ SO2 (g) ⊿H＝-574.0kJ·mol-1
（3）O2、 SO2
解析
略
知识点
氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25℃时：
①HF(aq) + OH—(aq) == F—(aq) + H2O(l) △H = - 67.7 kJ•mol-1
②H+ (aq) + OH—(aq) == H2O(l) △H = - 57.3 kJ•mol-1
在20 mL 0. 1 mol•L-1氢氟酸中加入V mL 0. 1 mol•L-1NaOH溶液。下列有关说法正确的是
A氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：
HF(aq) 
B当V = 20时，溶液中：c(OH—) = c(HF) + c(H+)
C当V = 20时，溶液中： c(F—)＜c(Na+ ) = 0. 1 mol·L-1
D当V＞0时，溶液中一定存在：c(Na+)＞c(F—)＞c(OH—)＞c(H+)
正确答案
解析
本题考查盖斯定律的应用、酸碱中和反应及溶液中离子浓度大小的比较，旨在考查考生对所学生所学知识的整合及应用能力。。
根据盖斯定律，将①式减去②式经整理可得：
HF(aq) 
由反应①放热比反应②多，亦可判断氢氟酸的电离为放热，本题要求突破“弱电解质电离都是吸热”的思维定势。故A选项错误。
当V＝20时，两者恰好完全反应生成NaF，溶液中存在质子守恒关系：
c(OH－) = c(HF)＋c(H＋)
质子守恒式有两种方法推得：
（1）直接推得：因F－水解结合H2O电离出的H＋生成HF并提供与HF等量的OH—，且H2O本身电离出H＋和OH—；
（2）由NaF溶液的电荷守恒式和物料守恒式求得：NaF溶液的电荷守恒式：
c(Na+) + c(H＋) = c(F－) + c(OH－)
NaF溶液的物料守恒式：c(Na+) = c(HF) + c(F－)
消去2个式子中的c(Na+)可得出其质子守恒式 。
因F－水解，故溶液中存在：c(F－)＜c(Na+) = 0.05 mol•L－1 ，故B选项正确，C选项错误。
D选项：溶液中离子浓度的大小取决于V的大小，离子浓度大小关系可能为c(F－)＞c(H＋)＞c(Na+)＞c(OH－)或c(F－)＞c(Na+)＞c(H＋)＞c(OH－)或c(Na+) = c(F－)＞c(OH－) = c(H＋)或c(Na+)＞c(F－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故D选项错误。
为了更清晰明确D选项的问题，不妨进行如下分析：
影响溶液中各离子浓度的因素有2个：（1）离子的物质的量；（2）溶液的体积。
根据这2个因素的影响，可绘制出下图：
根据上图，并结合离子的变化，可以得到下表离子浓度的大小比较：
知识点
已知C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) ΔH＝akJ·mol－1，2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)，ΔH＝－220kJ·mol－1，H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1,则a为( )
正确答案
解析
略
知识点
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