题目内容
TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。
I．工业上用钛矿石（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过下述反应制得：
其中，步骤②发生的反应为：2H2SO4＋FeTiO3=TiOSO4＋FeSO4＋2H2O。
（1）净化钛矿石时，是否需要除去杂质FeO？答： （填“需要”或“不需要”）。
（2）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中发生反应的化学方程式。
答： 。
II．TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：
“方法一”是电解TiO2来获得Ti（同时产生O2）：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，用碳块作电解槽池。
（3）阴极反应的电极反应式为___________________________________。
（4）电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。
“方法二”是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：
TiO2 (s)＋2Cl2 (g)
TiCl4(l)＋O2
(g) ΔH=＋151 kJ·mol－1
所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应（即氯化反应）来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。
（5）已知：C(s)＋O2 (g) = CO2 (g) ΔH=－394 kJ·mol－1。请填空：
TiO2 (s)＋C (s)＋2Cl2 (g) = TiCl4 (l)＋CO2 (g) ΔH= ______________
（6）从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因。
答：____________________________________________。
（1）不需要 （2分）
（2）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O （2分） SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O （2分）
（3）TiO2＋4e－=Ti＋2O2－（或Ti4＋＋4e－＝Ti）（3分）
（4）碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少（2分）
（5）－243 kJ·mol－1（2分）
（6）碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行（2分）
【解析】
TiCl4（1）+O2（g） △H＝+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4，请说明判断该反应难以发生的理由是_______。当往氯化反应体系中加入碳后，反应在高温条件下能顺利进行生成TiCl4。
394
kJ/mol。
TiO2/S*
（激发态）
TiO2/S+
+ e-