摘要:被称为“21世纪金属 的钛金属(Ti)有多种同位素.如等.这些同位素原子的中子数不可能为 A.30 B.28 C.26 D.24

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(2012?房山区一模)金属钛被称为“21世纪金属”.
(1)工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2

其中,步骤Ⅱ发生的反应为:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水,在酸性条件下加入H2O2溶液,可制得具有净水作用的铁盐,该反应的离子方程式为
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2?nH2O胶体,该分散质颗粒直径大小在
1~100nm
1~100nm
范围.
(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:将TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池,电解TiO2制得钛,其阴极发生的反应:
TiO2+4e-=Ti+2O2-
TiO2+4e-=Ti+2O2-

方法二:通过以下反应制备金属钛
①TiO2(s)+2Cl2(g)
高温
TiCl4(g)+O2(g);△H=+151kJ/mol
②TiCl4+2Mg 
高温
 2MgCl2+Ti
在实际生产中,需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4,其原因是:
碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,并利用反应放热,导致反应顺利进行,使生成更多TiCl4
碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,并利用反应放热,导致反应顺利进行,使生成更多TiCl4

(3)若已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol,则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=-243KJ?mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=-243KJ?mol-1
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