（15分）金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的...

（15分）金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

I、工业上用钛矿石（FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质）经过下述反应制得：

其中，步骤②发生的反应为：2H₂SO₄+FeTiO₃=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O。

（1）净化钛矿石时，是否需要除去杂质FeO？答：_________（填“需要”或“不需要”）

（2）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中发生反应的离子方程式________。

II、为了提高资源的利用率，减少环境污染，可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。

（3）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。

（4）已知：①Mg(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)；△H＝一641 kJ·mol^-1

②1/2Ti(s)+Cl₂(g)＝1/2TiCl₄(l)；△H＝一385 kJ·mol^-1

则Mg 与TiCl₄反应的热化学方程式为________，

该反应在氩气氛中进行的理由是________。

（5）在上述产业链中,合成192 t 甲醇理论上需额外补充H₂t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。

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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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金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属，它是空间技术、航

海、化工、医疗上不可缺少

的材料。为了提高资源的利

用率，减少环境污染，可将

氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组

成产业链,其关系如下图所

示。请回答下列问题：

（1）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________________________。

（2）TiCl₄暴露在潮湿空气中冒白烟，白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H₂TiO₃，试写出该反应的化学方程式：_________________________________。

（3）已知：①Mg(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)  △H＝一641 kJ·mol^-1

②1/2Ti(s)+Cl₂(g)＝1/2TiCl₄(l)  △H＝一385 kJ·mol^-1

则Mg 与TiCl₄反应的热化学方程式为________，

该反应在氩气氛中进行的理由是。

（4）在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上需额外补充H₂________t (不考虑生

产过程中物质的任何损失)。

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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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（ 12分）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业，下列是有关钛的冶炼及应用的问题。

（1）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO₂（金红石）+2C+2Cl₂  TiCl₄+2CO

已知：C（S）+O₂（g）＝CO₂（g）         H＝－393．5 kJ·mol^-1

2CO（g）＋O₂（g）＝2CO₂（g）  H＝-566 kJ·mol^-1

TiO₂（s）+2Cl₂（g）＝TiCl₄（s）+O₂（g）  H＝+141 kJ·mol^-1

则TiO₂（g）+2Cl₂（g）+2C（s）＝TiCl₄（s）+2CO（g）的H＝________，

（2）钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一，主要反应原理为：4Na+TiCl₄     4NaCl+Ti，该反应不能在水溶液中进行，一是因为TiCl₄会强烈水解生成TiO₂，另一原因________（用适当化学方程式辅以必要的文字说明）。

（3）镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法，其主要反应原理如下：

MgCl₂  Mg+Cl₂               TiCl₄+2Mg  2MgCl₂+Ti

从海水中提取MgCl₂时，先在海水中加入熟石灰，沉淀出Mg（OH）₂，写出Mg（OH）₂溶度积表达式：________

可加入适当过量的熟石灰，从Mg（OH）₂溶解平衡角度解释其原因________

（4）TiCl₄与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li₄Ti₅O₁₂（钛酸锂），Li₄Ti₅O₁₂可与LiMn₂O₄（锰酸锂）等正极材料组成理离子二次电池，工作时Li⁺ 在电池内定向移动，其电池反应为：，使用时先充电，写出其充电式的阳极反应，放电时Li⁺的移动方向________。

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（ 12分）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业，下列是有关钛的冶炼及应用的问题。

（1）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO₂（金红石）+2C+2Cl₂  TiCl₄+2CO

已知：C（S）+O₂（g）＝CO₂（g）         H＝－393．5 kJ·mol^-1

2CO（g）＋O₂（g）＝2CO₂（g）  H＝-566 kJ·mol^-1

TiO₂（s）+2Cl₂（g）＝TiCl₄（s）+O₂（g）  H＝+141 kJ·mol^-1

则TiO₂（g）+2Cl₂（g）+2C（s）＝TiCl₄（s）+2CO（g）的H＝________，

（2）钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一，主要反应原理为：4Na+TiCl₄     4NaCl+Ti，该反应不能在水溶液中进行，一是因为TiCl₄会强烈水解生成TiO₂，另一原因________（用适当化学方程式辅以必要的文字说明）。

（3）镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法，其主要反应原理如下：

MgCl₂  Mg+Cl₂               TiCl₄+2Mg  2MgCl₂+Ti

从海水中提取MgCl₂时，先在海水中加入熟石灰，沉淀出Mg（OH）₂，写出Mg（OH）₂溶度积表达式：________

可加入适当过量的熟石灰，从Mg（OH）₂溶解平衡角度解释其原因________

（4）TiCl₄与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li₄Ti₅O₁₂（钛酸锂），Li₄Ti₅O₁₂可与LiMn₂O₄（锰酸锂）等正极材料组成理离子二次电池，工作时Li⁺ 在电池内定向移动，其电池反应为：，使用时先充电，写出其充电式的阳极反应，放电时Li⁺的移动方向________。

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钛被称为继铁、铝之后的第三金属，其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。请回答下列问题：

（1）基态Ti 原子的价层电子排布图为________________________。

（2）在TiO、TiN、TiS2、TiCl4等化合物中，S、Cl的电负性大小：S________Cl （填“＞”、“＜”或“=”）。O、N 的第一电离能大小为O < N，原因是___________________________。

（3）TiCl4的熔点是-23℃，沸点是136℃，可溶于CCl4，该晶体是_______ 晶体。TiCl4中加入大量水，同时加热，可制得二氧化钛的水合物（TiO2·xH2O），再经焙烧可得TiO2，写出生

成二氧化钛水合物（TiO2·xH2O）的化学方程式_________________________________。

（4）TiO2能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体，已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子，其结构如下图1所示，其化学式为_____________。阴离子SO42-中硫原子的杂化方式为______________，写出一种与SO42-互为等电子体的分子_____________。

（5）下图2是钛晶体在空间的一种堆积方式，此堆积方式叫______________，钛原子的配位数为____________。已知：a=0.295 nm，c=0.469nm，则该钛晶体的密度为_________g·cm-3（NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可）。

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铬矿是冶金、国防、化工等领域不可缺少的矿产资源，其中的铬铁矿是唯一可开采的铬矿石。工业上常用铬铁矿（主要含Fe2O3、FeO和Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制备重铬酸钾和三氧化二铁，其流程如图所示。

已知常见离子开始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表所示。

请回答下列问题：

(1)铬铁矿与熔融 NaOH 和 NaCIO3的反应是在坩埚中进行的，可用作此坩埚材料的是___________.

A.镍　　　　 B.刚玉（Al2O3)　　　 C. 陶瓷　　　 D.石英

(2)写出铬铁矿中的Cr2O3与熔融 NaOH和NaCIO3反应的化学方程式：___。由于在该过程中铁元素会大量转变为NaFeO2,所以加水的作用为__________________（用离子方程式表示）。

(3)“滤渣 2”的主要成分为_________（填化学式）。

(4)利用化学平衡移动原理解释调节pH2约至4.5的原因是；再向其中加入KC1固体，蒸发浓缩至液体表面有晶膜产生，冷却结晶，过滤得到粗重铬酸钾晶体。为获得高纯度重铬酸钾晶体，可采取___________（填操作名称）。

(5)调节pH3的范围为__________

(6)已知铬铁矿中铁、铬元素的质量比为14:13.上述流程中铁元素转化为Fe2O3的利用率为60%,提取铬元素的转化率为90%,如果得到Fe2O3的质量为32t,则可以制备K2Cr2O7的质量为______t(结果保留1位小数）。

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