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  • 更新 2022-09-03
  • 科目 化学
  • 题型 填空题
  • 难度 困难
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TiO2俗称钛白粉,用途广泛,现正广泛开发,将来有机会成为新工业。工业上利用TiO2制备金属钛的流程如下。

已知:I.
Ti(s)+O2(g)=TiO2(s)                       △H=-946 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)                       △H=-221 kJ·mol-1
Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)                    △H=-815 kJ·mol-1
II.某温度下各物质的沸点如下:

物质
TiCl4
FeCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
310
56.5
180

 
回答下列问题:
(1)在氯化工序中发生反应:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO (g) 。试计算其反应的△H=       kJ•mol-1;反应的平衡常数表达式K=             ,在下图中作出TiCl4达到平衡后百分含量随温度的变化趋势图。

(2)氯化过程中带入的副产物有FeCl3、SiCl4和AlCl3,可用      方法获得较纯净的TiCl4
(3)TiO2与Cl2反应:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ•mol-1。该反应在高温条件下但难以发生,但加入碳后反应能顺利进行,试解析上述原因                                        
(4)还原工序要在惰性气体的气氛中进行的理由是_______________________。
(5)制取Ti的新工艺是用二氧化钛作阴极,以石墨为阳极,以CaCl2熔盐做电解质(在熔融状态下能传导O2),电解而得到Ti,该工艺具有操作简单,成本低,无污染等优点,写出电解制备金属钛时阴极的电极反应式:               

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