钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
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请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti | |
| 熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
| 沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
I.(1)分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第22项应为 。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| C2H4 | C2H6 | C2H6O | C2H4O2 | C3H6 | C3H8 | C3H8O | C3H6O2 | C4H8 | C4H10 |
(2)下列反应中属于取代反应的是 。(填序号)
①乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②甲烷和氯气混合光照 ③苯使溴水层褪色
④乙酸和乙醇反应 ⑤乙醇变成乙醛 ⑥葡萄糖发生银镜反应
II.A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种短周期元素。常温下,六种元素的常见单质中三种为气体,三种为固体。A与E,D与F分别同主族,A能与B、C、D分别形成电子数相等的三种分子,C、D的最外层电子数之和与E的核外电子总数相等。试回答下列问题:
(1)写出下列元素的元素符号: C ,F 。
(2)分子式为A2B2D4的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,其原因是 。(用方程式及必要的文字说明)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(3)由A、C、D、F和Fe五种元素可组成类似明矾的化合物Z(相对分子质量为392),1molZ中含有6mol结晶水。对化合物Z进行如下实验:
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b.另取Z的溶液,加入过量的BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解。
①Z的化学式为 。
②已知100mL1mol/LZ溶液能与20mL1mol/LKMnO4溶液(硫酸酸化)恰好反应,写出该反应的离子方程式 。