（16分）金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成...

（16分）金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：

已知：2H2SO4(浓)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

（1）步骤I中发生反应的离子方程式：　　　 　　　　　　　　 　　 、　 　　　　　　　　　 　　　　 。

（2）已知：TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中。

25 ℃时，难溶电解质溶解度(s)与pH关系如图，TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29

①步骤Ⅲ加入铁屑原因是　　　　　　　　　　　　　　 。

②TiO2＋水解的离子方程式为　　　　　　　　　　 。向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是　　　　　 。

当溶液pH接近　　　　 时，TiO(OH)2已沉淀完全。

（3）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。

（4）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。写出阳极上所发生的反应式：　　　　　　　　　　　　　 。

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(14分)金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：

已知：2H2SO4(浓)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

（1）步骤I中发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　 。

（2）已知：TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中。

　　　　 25 ℃时，难溶电解质溶解度与pH关系如图，

TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29

①步骤Ⅲ加入铁屑原因　　 是　　　　　　　 　　　　　　 。

② TiO2＋水解的离子方程式为　　　　　　　　　　　　 。

向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是　　　　　 。

当溶液pH= 　　　　 时，TiO(OH)2已沉淀完全。

（3）TiCl4→Ti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。

（4）电解TiO2制备钛的方法如图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO2熔融状态下不发生电离，电解时阴极反应式为　　　　　 。

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金属钛性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”，工业上用钛矿石（主要成分：FeO、TiO2，SiO2等）为原料制取钛，工艺流程如下，回答下列问题：

已知：TiO2(s)+H2SO4(aq)=TiOSO4(aq)+H2O

（1）钛矿石在加入浓硫酸酸溶前要先粉碎，其目的是__________。

（2）操作1名称为_______，固体2的主要成分是______， 写出金属钠与TiCl4共热的化学反应方程式_________________。

（3）一定温度下，在一个固定容积的容器中发生反应：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g),反应中氧化剂是________，下列说法能够说明该反应已达化学平衡状态的是_________________。

A．反应每断裂2个Cl一Cl键，同时生成2 个CO键

B. 容器内压强不再发生变化

C. Cl2和TiCl4的浓度不再变化

D.v(TiCl4)正=2v(C)逆

(4）将50吨钛矿石经上述变化后，最终可得金属钛12吨，假设各步反应均完全，则原矿石中TiO2的百分含量为_____________。

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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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（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________。

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钛被称为继铁、铝之后的第三金属。工业上常用硫酸酸解钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有部分Fe2O3)的方法制取金红石(TiO2)，再还原TiO2制取金属钛。工业制取TiO2的工艺流程图如下：

回答下列问题：

(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中Ti的化合价为________________________。

(2)钛液1中钛以TiO2+的形式存在，则FeTiO3与硫酸反应的离子方程式为________。

(3)为提高钛铁矿的酸解率，可添加适量氧化剂，依据右图判断，添加的最佳氧化剂为_____________(填化学式)。

(4)钛液1中加入的A物质是____________，流程中的操作a是____________。

(5)制取金红石过程中，需要测定TiO2+的含量。取100mL钛液1，加铝粉，使其发生反应3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O，反应消耗铝1.35g，则钛液1中TiO2+的物质的量浓度为________。

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钛被称为继铁、铝之后的第三金属。工业上常用硫酸酸解钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有部分Fe2O3)的方法制取金红石(TiO2)，再还原TiO2制取金属钛。工业制取TiO2的工艺流程图如下：

回答下列问题：

(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中Ti的化合价为________________________。

(2)钛液1中钛以TiO2+的形式存在，则FeTiO3与硫酸反应的离子方程式为________。

(3)为提高钛铁矿的酸解率，可添加适量氧化剂，依据右图判断，添加的最佳氧化剂为_____________(填化学式)。

(4)钛液1中加入的A物质是____________，流程中的操作a是____________。

(5)制取金红石过程中，需要测定TiO2+的含量。取100mL钛液1，加铝粉，使其发生反应3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O，反应消耗铝1.35g，则钛液1中TiO2+的物质的量浓度为________。

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钛被称为继铁、铝之后的第三金属。工业上常用硫酸酸解钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有部分Fe2O3)的方法制取金红石(TiO2)，再还原TiO2制取金属钛。工业制取TiO2的工艺流程图如下：

回答下列问题：

(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中Ti的化合价为________________________。

(2)钛液1中钛以TiO2+的形式存在，则FeTiO3与硫酸反应的离子方程式为________。

(3)为提高钛铁矿的酸解率，可添加适量氧化剂，依据右图判断，添加的最佳氧化剂为_____________(填化学式)。

(4)钛液1中加入的A物质是____________，流程中的操作a是____________。

(5)制取金红石过程中，需要测定TiO2+的含量。取100mL钛液1，加铝粉，使其发生反应3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O，反应消耗铝1.35g，则钛液1中TiO2+的物质的量浓度为________。

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金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。工业上用钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁FeTiO3，含FeO、Fe2O3、SiO2)为原料制TiO2,再由TiO2制得金属Ti

资料：TiO2+会发生水解

(1)步骤②、③、④中，均需用到的操作是_______。(填操作名称)

(2)检验滤液2中是否含Fe3+的方法是：_______。

(3)步骤1中FeTiO3溶于过量硫酸的化学方程式___________。

(4)请结合化学用语解释步骤④中加热水的原因___________。

(5)电解法获得Ti是通过图装置，以熔融CaCl2做电解质

①a为电源的_____(填“正”或“负”)

②在制备钛的过程中石墨电极附近的气泡中除了O2、CO、CO2外还可能有的气体是______________，用化学用语解释原因________________。

(6)测定废液中Fe2+浓度已确认铁元素的回收率：取25.00ml废液于锥形瓶中，用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积如图所示：

(滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2+＋MnO4-＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O).废液中c(Fe2+)=_________

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金属钛被称为“未来金属”，它具有硬度大，熔点高，耐腐蚀等特点。某工厂以钛铁矿(主要成分FeTiO3)为主要原料，冶炼金属Ti，其工业生产流程如图：

已知：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

回答下列问题：

(1)上述生产流程中加入铁屑的目的是___，检验副产品甲是否变质的实验方法是___。

(2)由溶液I获得甲晶体，需要经过___操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还要用到另一种玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是___。

(3)TiO2变为TiCl4的化学方程式___。但最近用熔融法直接电解中间产品乙制取金属钛获得成功，试比较用电解法生产钛比原工艺的优劣___。

(4)该工艺中消耗33.6LCl2(标况)，至少可得___克甲晶体。

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