题目内容

（15分）金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

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离子方程式             。

II、为了提高资源的利用率，减少环境污染，可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。

（3）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。

（4）已知：①Mg(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H＝一641 kJ·mol-1

②1/2Ti(s)+Cl2(g)＝1/2TiCl4(l)；△H＝一385 kJ·mol-1

则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为                                  ，

该反应在氩气氛中进行的理由是                                 。

（5）在上述产业链中,合成192 t 甲醇理论上需额外补充H2           t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。

 

【答案】

 

I．（1）不需要（2）Al2O3＋2OH—＝2Al O2—＋H2O   SiO2＋2OH—＝SiO32—＋H2O

II．（3）2FeTiO3+6C+7Cl2 2FeCl3+2TiCl4+6CO

（4）2Mg(s)+TiCl4(l) === 2MgCl2(s)+Ti(s)；△H＝－512 kJ·mol－1

Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化 （5）10（3分）

【解析】

 

练习册系列答案
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（2011?青岛模拟）【化学-物质结构与性质】
（1）已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
A 578 1817 2745 11578
B 737 1451 7733 10540
则A通常显
+3
+3
价，A的电负性
＞
＞
B的电负性（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，Ti原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p64s2
；右图为高温超导领域中的一种化合物钙-钛钙（氧化物）晶体结构中蛤有代表性的最小重复单元，在该晶体中每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子有
6
6
个．该晶体的化学式为
CaTiO3
CaTiO3
；
（3）在①SiO32-、②SO32-、③CH3OH、④CS2、⑤CCl4五种微粒中，中心原子采取sp3杂化的有
②③⑤
②③⑤
（填序号）．
（2009?宿迁模拟）金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料．为了提高资源的利用率，减少环境污染，可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链，其关系如下图所示．

请回答下列问题：
（1）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO
．
（2）TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟，白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3，试写出该反应的化学方程式：
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
．
（3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ?mol-1
②
1
2
Ti（s）+Cl2（g）=
1
2
TiCl4（l）△H=-385kJ?mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为
2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol-1
2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol-1
，该反应在氩气氛中进行的理由是
Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化
Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化
．
（4）在上述产业链中，合成96t 甲醇理论上需额外补充H2
5
5
t （不考虑生产过程中物质的任何损失）．

（14分）金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

Ⅰ.工业上用钛铁矿（主要成分FeTiO3）制备金属钛的一种工艺流程如下图（部分产物略去）：

（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO，还原剂是                    。

（2）步骤②分离出TiCl4的方法，利用了TiCl4与FeCl3       的不同。

（3）步骤④反应的化学方程式为________________________________，该反应在氩气中进行的理由是________________________                    ______。

（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中，可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有____________。

II. 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：

方法一：先将TiO2氯化为TiCl4，再还原得到Ti。

（5）氯化反应TiO2 (s)+2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) 无法自发正向进行，在反应器中加入碳，则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释，往氯化反应器中加碳的原因：                                          。

方法二：以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中，碳块为阳极，电极反应式为：2O2ˉ–4eˉ=O2↑；TiO2作阴极，被还原。

（6）阴极的电极反应式为               。

（7）电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是                     。

 

金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
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离子方程式            。
II、为了提高资源的利用率，减少环境污染，可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。
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（3）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。
（4）已知：①Mg(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H＝一641 kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+Cl2(g)＝1/2TiCl4(l)；△H＝一385 kJ·mol-1
则Mg 与TiCl4反应的热化学方程式为                                 ，
该反应在氩气氛中进行的理由是                                。
（5）在上述产业链中,合成192 t 甲醇理论上需额外补充H2          t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。

金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

工业上用钛铁矿（主要成分FeTiO3）制备金属钛的一种工艺流程如下图（部分产物略去）：

（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO，还 原剂是　　   　  　，每生成1mol TiCl4转移              mol电子。

（2）步骤②分离出TiCl4的方法，利用了TiCl4与FeCl3　 　　　    的不同。

（3）步骤④反应的化学方程式为______________            __________，该反应在氩气中进行的理由是_________                _____________________。

（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中，可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有___。

 

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