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)常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。 (1)工业上由金红石(...

)常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。

(1)工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

① 沸腾氯化炉中发生的主要反应为:_____________

② 己知:Ti (s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)   △H=akJ/mol;

2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)  △H=bkJ/mol;

Na(s) = Na (l)   △H=ckJ/mol

则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s) △H=________kJ/mol

③ TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式________

(2)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示。二氧化钛电极连接电源_____极,该极电极反应为__________

(3)若以二甲醚(CH3OCH3)、空气、氢氧化钾溶液为原料,多孔石墨为电极构成的燃料电池提供上述电解的电源,则该电池工作时负极的电极反应式为____________

 

TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 2b-4c-a TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑ 负 TiO2+4e-=Ti+O2- CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O 【解析】(1)①沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO2,反应生成TiCl4和一氧化碳,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol;(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol;(III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol,根据方程式可知将方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),△H=2b-4c-a;③TiCl4遇水强烈水解,钛离子结合氢氧根离子形成氢氧化钛出的和氯化氢,反应进行彻底,反应的化学方程式TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑;(2)电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,和电源负极相连;电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-;(3)原电池中负极发生失去电子的氧化反应,因此二甲醚在负极通入,电解质溶液显碱性,因此该电池工作时负极的电极反应式为CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O。  
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考点分析:
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I.下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数:

CH3COOH

H2CO3

H2S

H3PO4

1.8×10-5

K1=4.3×10-7

K2=5.6×10-11

K1=9.1×10-8

K2=1.1×10-12

K1=7.5×10-3

K2=6.2×10-8

K3=2.2×10-13

 

(1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为_______

(2)多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的原因是_______

(3)同浓度的CH3COONa、NaHCO3、Na2CO3、Na2S溶液的pH由大到小的顺序为_____

II.(l)常温下,0.1 mol/LNaHCO3溶液的pH大于7,则溶液中c(H2CO3)______c(CO32-) (填“>”、“=”或“<”);常温下,己知0.1 mol/LNaHCO3溶液的pH等于8,则溶液中c(H2CO3)-c(CO32-)=______mol/L(写出计算数值结果)。

(2)c(NH4+)相等的①(NH4)2SO4 ②(NH4)HSO4③(NH4)2CO3④ NH4Cl四种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为________

(3)等体积等浓度的Ba(OH)2与NH4Cl的混合溶液中各种离子浓度大小关系为(由大到小排列)____________

 

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己知常温下CH3COOH的电离常数为K,该温度下向20mL0.1mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液,其pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(   )

A. c点表示CH3COOH和NaOH恰好完全反应

B. b点表示的溶液中c (CH3COO-)>c(Na+)

C. a点表示的溶液中c (CH3COO-)略小于10-3mo1/L

D. b、d点表示的溶液中均等于K

 

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向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:xA(g)+B(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下图和下表表示。

容器

容积

1L

1L

2L

温度/℃

T1

T2

T2

反应物

起始量

1molA

2molB

1molA

2molB

4molA

8molB

 

下列说法正确的是(   )

A. 由图可知Tl<T2,且正反应为吸热反应

B. 前5min内甲、乙、丙三个容器中反应的平均速率:v (A)<v(A)<v(A)

C. 平衡时A的转化率a : a<a<a

D. T2时该反应的平衡常数K=1.33

 

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下列化学实验事实及解释都正确的是(   )

A. 用含有少量硫酸铜的稀硫酸跟锌粒反应,能加快产生氢气,说明Cu2+具有催化能力

B. 升高温度会加快化学反应速率,是因为增加了反应物单位体积内活化分子的百分数

C. 等体积、pH都为3的酸HA和HB分别与足量的锌反应,HA放出的氢气多,说明酸性:HA>HB

D. 向MgC12、CuC12混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Mg (OH)2沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]

 

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在某固定体积的绝热密闭容器中进行的可逆反应A (g)+B(g)C(s)+2D(g),可以说明己达到平衡状态的是(   )

①反应容器中压强不随时间变化而变化;②A气体和B气体的生成速率相等;③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化;④混合气体的密度不随时间变化而变化⑤化学平衡常数不变

A. ①④⑤    B. ③④    C. ①③④⑤    D. ②③

 

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