题目内容

(12分)钛（Ti）被誉为“21世纪的金属”。工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下：
①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO
②TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2
回答下列问题：
(1)Ti元素原子的价电子排布式为_____________________。
(2)与CO互为等电子体的分子是___________。
(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体。
① TiCl4为______化合物(填“离子”或“共价”)。
② TiCl4分子为正四面体形，则Ti为________杂化。
③ TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是_____________________________________。
④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是____________ (填操作名称)。
(4)配离子[TiCl(H2O)5]2＋的中心离子化合价为　　　　，中心离子配位数为　　　　。

(1) 3d24s2（2分）(2) N2（1分）  (3) ① 共价（1分）  ② sp3（1分）
③ TiCl4＋3H2O＝H2TiO3↓＋4HCl（3分） ④ 蒸馏（2分）  (4) +3   6（各1分）

解析

练习册系列答案
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（ 12分）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+2Cl2  TiCl4+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+TiCl4     4NaCl+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：

        MgCl2  Mg+Cl2              TiCl4+2Mg  2MgCl2+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          。

 

（ 12分）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+2Cl2  TiCl4+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+TiCl4     4NaCl+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：

        MgCl2  Mg+Cl2              TiCl4+2Mg  2MgCl2+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          。

 

（ 12分）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+2Cl2 TiCl4+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+TiCl4    4NaCl+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：
MgCl2 Mg+Cl2               TiCl4+2Mg  2MgCl2+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          。

（ 12分）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+2Cl2  TiCl4+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+TiCl4     4NaCl+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：

         MgCl2  Mg+Cl2               TiCl4+2Mg  2MgCl2+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           。

 

（ 12分）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+2Cl2  TiCl4+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+TiCl4     4NaCl+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：

         MgCl2  Mg+Cl2               TiCl4+2Mg  2MgCl2+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           。

 

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