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鈦酸亞鐵與硫酸反應
題目

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

回答下列問題:

(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應屬于______(選填“氧化還原反應”或“非氧化還原反應”).

(2)上述生產流程中加入物質A的目的是防止Fe2+被氧化,物質A是______,上述制備TiO2的過程中,所得到的副產物和可回收利用的物質分別是______、______.

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

(4)由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應有:

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C(s)+O2(g)═CO2(g)的△H=______.

可圈可點用戶
2021-02-20 10:39
優質解答

答案

(1)非氧化還原反應;

(2)Fe;綠礬和硫酸;

(3)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)-393.6 kJ/mol;

解析

(1)鈦酸亞鐵的化學式為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,FeSO4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,

(2)亞鐵離子易被氧化為鐵離子,加入金屬鐵可以防護被氧化,所以A是金屬鐵,根據流程,所得到的副產物是綠礬,可回收利用的物質是硫酸;

(3)Mg和Ti都有較強還原性,在高溫下都易被空氣中的O2氧化,鎂和二氧化碳反應生成氧化鎂和碳,鎂和氮氣反應生成氮化鎂,所以反應TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar氣氛中進行;

(4)已知反應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

根據蓋斯定律,反應C(s)+O2(g)=CO2(g)可以看成是a-b-c獲得,所以該化學反應的焓變△H=-72kJ•mol-1-282.8kJ•mol-1-38.8kJ•mol-1=-393.6 kJ/mol。

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可圈可點用戶
2021-02-20 15:39
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