Question

（12分）钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：
（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式              。
（3）制备TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：
                                                                       
（4）由TiCl₄→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于          ℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数为___________________。（用代数式表示）
（6）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H₂   mol。

Answer 1

（共12分，每小问2分）
（1）四;ⅣB（各1分）
（2）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高温 2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO
（3）TiCl₄+(2+x) H₂OTiO₂·xH₂O+4HCl，加入大量水并加热，促进水解趋于完全（或促使水解正向进行
（4）防止钛、镁被氧化（或防止钛镁与空气、水反应），1412
（5）（或）
（6）5

解析试题分析：（1）Ti的原子序数为22，比K大3，跟K同周期且在K的右3个。（2）从图示可知氯化时的反应物、生成物，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；（5）根据得失电子守恒：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其质量分数为（或）。
考点：物质的相互转化和制备化学计算书写化学方程式
点评：本题是一道有关电解原理的应用知识题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大。电解是指在电解槽中，直流电通过电极和电解质，在两者接触的界面上发生电化学反应，以制备所需产品的过程。学习电解原理应注意以下几个要点。一、注意两极的判断、两极的反应与离子方程式的书写确定电解池的阳、阴极由所接电源的正负极决定,与电极材料无关,与电源负极相联的电极为阴极,与电源正极相联的电极为阳极。阴、阳极反应:阴极:阳离子移向阴极,发生还原反应;阳极:阴离子向阳极移动,在阳极发生氧化反应,电极本身也可以发生氧化反应;离子放电顺序:阴离子:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子;阳离子:Ag+>Cu2+>H+……。