【题目】TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeOFe2O3)制备TiO2,再用TiO2制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图所示:

已知:TiO2发生水解反应的化学方程式为TiO2(n1)H2OTiO2·nH2O2H

(1)硫酸与TiO2反应的离子方程式是_________________________

(2)TiO2制取TiCl4时涉及的反应有:

TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)===TiCl4(g)2CO(g) ΔH1=-72 kJ·mol1

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

ΔH2=+38.8 kJ·mol1

C(s)CO2(g)===2CO(g)

ΔH3=+282.8 kJ·mol1

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________

(3)向Ⅰ中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:2Fe3Fe===3Fe22TiO2(无色)Fe4H===2Ti3(紫色)Fe22H2OTi3(紫色)Fe3H2O===TiO2(无色)Fe22H

①结合信息判断Fe3TiO2Fe2的氧化性强弱关系:________________________

②加入铁屑的作用是_____________________

(4)向Ⅱ中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀。请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:_________________________

(5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_________________________(写出一条即可)

(6)工业上可通过电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):处理过的TiO2为阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,电解槽中加入炭块。阴极反应式为_____________________

电解过程中需定期向电解槽中加入炭块的原因是______________________

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