题目内容
钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下：
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_________周期，第_________族。
(2)步骤①加Fe的目的是___________________________；
步骤②冷却的目的________________________________。
(3)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_________，考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_________处理。
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：
TiO2
TiCl4
Ti
已知：①C(s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)====2CO2(g)；ΔH=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)====TiCl4(s)+O2(g)；ΔH=+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)====TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=__________。
反应TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是____________________。
解析：本题要求我们通过对题供图表的观察理解，结合题设问题提取所需信息并能选择和调用自己贮存的知识，将它们加以迁移转换重组得到问题的答案。重点考查学生的观察能力和思维能力。(3)问中废液应是图示水浸过程生成H2TiO3同时生成的H2SO4溶液(TiOSO4+2H2O====H2TiO3+H2SO4)，应加入碱性物质处理。(4)小题考查反应热的计算。依盖斯定律，根据已知①,②可推算出2C(s)+O2(g)====2CO(g)的ΔH=2×(-393.5)+566=-221 kJ·mol-1,由此结合③可推算出题问ΔH=-221+141=-80 kJ·mol-1。
答案：(1)4 ⅣB
(2)将Fe3+还原成Fe2+ 析出(或分离、或得到)FeSO4·7H2O
(3)FeSO4·7H2O 石灰(或碳酸钙、废碱)
(4)-80 kJ·mol-1 防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用
②Ti(s) + 2Cl2(g)＝TiCl4(s)；△H = –770 kJ/mol 
2MgCl2(s) + Ti(s)，在Ar气氛中进行的理由是 。
2MgCl4＋Ti在Ar气氛中进行的理由是____________________。
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=" -23.5" kJ/mol
(13分) 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。请填写下列空白：
（1）电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为 。
（2）写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。
（3）已知：①Mg(s) + Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H = – 641 kJ/mol
②Ti(s) + 2Cl2(g)＝TiCl4(s)；△H = –770 kJ/mol
则2Mg(s) + TiCl4(s)＝2MgCl2(s) + Ti(s)；△H＝ 。
反应2Mg(s) + TiCl4(s)
2MgCl2(s) + Ti(s)，在Ar气氛中进行的理由是
。
（4）在上述产业链中，合成96 t 甲醇理论上消耗H2 t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。
（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为：2CH3OH + 3O2 + 4OH－＝2CO32－ + 6H2O。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。
2MgCl2(s)
+ Ti，在Ar气氛中进行的理由是：
______________________________________
。
（4）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是
。