钛被称为“二十一世纪金属 .工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:请回答下列问题:(1)铁在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤⅢ族．(2)写出TiO2+水解的离子方程式:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+．加入过量铁粉的作用是:①防止Fe2+氧化为Fe3+,②消耗多余硫酸．(3)操作 I的实验步骤为:蒸发浓缩.冷却结晶.过滤．(4)副产品主要成分� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤⅢ族．
（2）写出TiO²⁺水解的离子方程式：TiO²⁺+2H₂O?H₂TiO₃+2H⁺．加入过量铁粉的作用是：①防止Fe²⁺氧化为Fe³⁺；②消耗多余硫酸．
（3）操作 I的实验步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤．
（4）副产品主要成分的化学式为FeSO₄．
（5）写出TiO₂转化成TiCl₄的化学方程式2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．

分析用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入大量水稀释后加入过量铁粉还原铁离子，过滤得到滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到TiO²⁺滤液，和副产品FeSO₄，滤液中加入水加热过滤得到H₂TiO₃，H₂TiO₃加热灼烧得到TiO₂，加入氯气、过量碳高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳，四氯化钛和金属镁高温加热反应得到氯化镁和钛金属；
（1）铁是26号元素，周期表中在第四周期，第ⅤⅢ族；
（2）依据水解的定义，TiO²⁺水解结合水电离出的OH^-，生成的产物形式结合题目可知为H₂TiO₃；铁粉的作用结合Fe²⁺易被氧化，同时题干通过操作1可以得到副产物为纯净物可知铁粉是防止Fe²⁺被氧化，结合TiO²⁺水解显酸性可知，过量硫酸需除去有利于水解；
（3）根据操作为‘含TiO²⁺滤液’可知操作为蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）加入过量铁屑后溶液中含有Fe²⁺离子，依据原子守恒可知产物为硫酸亚铁，则过滤后可得FeSO₄•7H₂O（或FeSO₄），滤渣为过量的铁屑和不溶物脉石；
（5）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO₂转化成TiCl₄的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳．

解答解：由流程可知，用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入大量水稀释后加入过量铁粉还原铁离子，过滤得到滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到TiO²⁺滤液，和副产品FeSO₄，滤液中加入水加热过滤得到H₂TiO₃，H₂TiO₃加热灼烧得到TiO₂，加入氯气、过量碳高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳，四氯化钛和金属镁高温加热反应得到氯化镁和钛金属；
（1）铁是26号元素，位于周期表中在第四周期，第ⅤⅢ族，故答案为：第四周期第VIII 族；
（2）TiO²⁺水解结合水电离出的OH^-，生成的产物形式结合题目可知为H₂TiO₃，反应的离子方程式为：TiO²⁺+2H₂O?H₂TiO₃+2H⁺；铁粉的作用结合Fe²⁺易被氧化，同时题干通过操作1可以得到副产物为纯净物可知铁粉是防止Fe²⁺被氧化，结合TiO²⁺水解显酸性可知，过量硫酸需除去有利于水解正向进行；
故答案为：TiO²⁺+2H₂O?H₂TiO₃+2H⁺；防止Fe²⁺氧化为Fe³⁺；消耗多余硫酸；
（3）上述分析可知操作I是得到含TiO²⁺滤液，溶液中得到溶质晶体的实验步骤为，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到TiO²⁺滤液；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）加入过量铁屑后溶液中含有Fe²⁺离子，则过滤后可得FeSO₄•7H₂O（或FeSO₄），副产品主要成分的化学式为FeSO₄；
故答案为：FeSO₄；
（5）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO₂转化成TiCl₄的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳，反应的化学方程式依据原子守恒配平得到：2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；
故答案为：2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．

点评本题以框图推断的形式结合化学实验和元素化合物的相关知识考查学生的阅读、分析、提取信息解决问题的能力，主要是化学工艺流程，题目难度较大，做题时注意从物质的性质角度结合题中信息解答．

练习册系列答案

1．医学研究证明，用放射性${\;}_{53}^{135}$I治疗肿瘤可收到一定疗效，下列有关${\;}_{53}^{135}$I叙述正确的是（　　）

	A．	${\;}_{53}^{135}$I是碘的一种同素异形体
	B．	${\;}_{53}^{135}$I位于元素周期表中第5周期ⅦA族
	C．	${\;}_{53}^{135}$I是一种新发现的元素
	D．	${\;}_{53}^{135}$I核内的中子数与核外电子数之差为29

18．

利用下列反应：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，设计一个化学电池（给出若干导线和一个小灯泡，电极材料和电解液自选）：①画出实验装置图；②注明正负极材料和电解质溶液；③标出电子流动方向．

6．为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验．
实验I：反应产物的定性探究，按如图装置（固定装置已略去）进行实验：

（1）F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；B装置中的现象是白色粉末变蓝色．
（2）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化，E装置中溶液褪色
（3）实验结束时，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是拉起铜丝，关闭K₁，K₂
（4）实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，观察是否有蓝色出现
实验Ⅱ：反应产物的定量探究
（5）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，且黑色物质为Cu₂S．产生Cu₂S的反应为aCu+bH₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$cCu₂S+dCuSO₄+e H₂O，则a：b=5：4．
（6）为测定硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡，以淀粉溶液为指示剂，用O．36mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次实验平均消耗该Na₂S₂O₃溶液25.00mL．若反应消耗铜的质量为6.4g，则硫酸铜的产率为90%．
（已知2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂，2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-）

16．化合物G的合成路线如下所示：

已知一定条件下如下形式的一类反应称为麦克加成反应

（1）D中官能团的名称为碳碳双键、羧基，1molG发生加成反应时最多消耗2molH₂
（2）除掉E中含有的少量D的试剂和操作是向溶液中加入饱和碳酸钠溶液，充分振荡后静置、分液下列有关E的说法正确的是CF（填序号）
A．遇FeCl₃溶液呈紫色 B.1molE可与1mol碳酸氢钠反应 C．可发生取代反应 D．是CH₂=CHCOOH的同系物 E．易溶于水 F．可发生氧化反应
（3）写出以下过程的化学方程式：A→B：CH=CHCH₂Cl+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₂=CHCH₂OH+NaCl；C→D：CH₂=CHCHO+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₂=CHCOONH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O
（4）反应E+F→G可发生麦克加成反应，则F的结构简式为CH₃COCH₂COCH₃
（5）比G少2个氢原子的物质具有下列性质，任写一种该物质的结构简式

或

①遇FeCl₃溶液呈紫色②苯环上的一氯代物只有一种③1mol该物质最多可消耗2molNa或1molNaOH．

3．设N_A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

	A．	电解水若生成33.6L（标准状况）气体时电路中通过的电子数目为2N_A
	B．	5NH₄NO₃=2HNO₃+4N₂↑+9H₂O反应中，生成56gN₂时，转移电子数目为7.5N_A
	C．	用2mL5mol/L的FeCl₃溶液制成的氢氧化铁胶体中所含胶粒数为0.01N_A
	D．	56g铁片投入足量浓H₂SO₄中生成N_A个SO₂分子

20．下列实验操作不能达到预期目的是（　　）

选项	实验目的	操作
A	从溴水中提取单质溴	先用CCl₄ 萃取分液后，再蒸馏
B	证明 Mg（OH）₂沉淀可以转化为Fe（OH）₃沉淀	向2mL1mol•L^-1NaOH溶液中先加入3滴1mol•L^-1MgCl₂溶液，再加入3滴1mol•L^-1FeCl₃ 溶液
C	验证蔗糖是否水解生成葡萄糖	向蔗糖溶液中加入少量稀硫酸加热，再加入少量NaOH溶液，调至碱性，然后加银氨溶液水浴加热
D	证明碱的非金属性强于硅	向NaSiO₃溶液中通入适量CO₂ 气体，有白色胶状沉淀生成

1．在一定条件下，可逆反应2A（g）+B（g）?nC（s）+D（g）达平衡．若维持温度不变，增大压强，测得混合气体的平均相对分子质量不发生改变，则下列说法正确的是（　　）

	A．	其它条件不变，增大压强，平衡不发生移动
	B．	该反应式中n值一定为2
	C．	其它条件不变，增大压强，混合气体的总质量不变
	D．	原混合气中A与B的物质的量之比为2：1，且2M（A）+M（B）=3M（D）（其中M表示物质的摩尔质量）

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