钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业,下列是有关钛的冶炼及应用的问题。 (1)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化: TiO2(金红石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO 已知:C(S)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ·mol-1 TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) H=+141 kJ·mol-1 则TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的 H=______________, (2)钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一,主要反应原理为:4Na+TiCl44NaCl+Ti,该反应不能在水溶液中进行,一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2,另一原因_______________(用适当化学方程式辅以必要的文字说明)。 (3)镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法,其主要反应原理如下: MgCl2Mg+Cl2 TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti 从海水中提取MgCl2时,先在海水中加入熟石灰,沉淀出Mg(OH)2,写出Mg(OH)2溶度积表达式:_______________可加入适当过量的熟石灰,从Mg(OH)2溶解平衡角度解释其原因_________________ (4)TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12(钛酸锂),Li4Ti5O12可与LiMn2O4(锰酸锂)等正极材料组成理离子二次电池,工作时Li+ 在电池内定向移动,其电池反应为:使用时先充电,写出其充电式的阳极反应_______________,放电时Li+的移动方向 _______________。 |