Question

工业上生产金属钛的方法很多。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：

FeTiO₃＋2H₂SO₄＝TiOSO₄＋FeSO₄＋2H₂O

 

回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于______________________  （选填“氧化还原反应”或“非

氧化还原反应”）。

（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe^2＋被氧化，物质A是________，上述制备TiO₂的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。

（3）反应TiCl₄＋2Mg＝2MgCl₂＋Ti在Ar气氛中进行的理由是_____________________。

（4）由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：

TiO₂ (s)+ 2Cl₂ (g) +2C(s) ＝TiCl₄(g) + 2CO(g)   

ΔH₁ = －72 kJ•mol^-1  

TiO₂(s) + 2Cl₂ (g) ＝TiCl₄(g) + O₂ (g)   

ΔH₂ =+38.8kJ•mol^－1

C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)   ΔH₃ =+282.8kJ•mol^－1

①反应C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是______________________。

②反应C(s)＋O₂(g)＝CO₂ (g)的ΔH＝_______________。

（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：_______________________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）                                    

                                                    _________。

Answer 1

（1）非氧化还原反应 （1分） （2）Fe    绿矾 、 硫酸  （各1分）

（3）防止高温下Mg（Ti）与空气中的氧气（或CO₂、N₂）作用）（2分） 

（4）① 该反应的△S＞0（熵增）（2分）       ②－393.6 kJ／mol  （2分）

（5）① 2O^2- - 4e^- == O₂↑（同时写出C + O₂ == CO₂不扣分）

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