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、TiO...

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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（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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（11分）钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿（主要成分为FeTiO₃ ，含FeO、Al₂O₃、SiO₂ 等杂质）为原料制钛白粉（TIO₂ ） , TiO₂常通过两种方法可制得 Ti。

其中， 2H₂SO₄＋ FeTiO₃ = TiOSO₄＋ FeSO₄＋ 2H₂O 。回答下列问题。

（l）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，该过程中发生反应的化学方程式有：

SiO₂+2NaOH =Na₂SiO₃ + H₂O 和________

（2）滤液①中的溶质主要是 FeSO₄，检验其中Fe²⁺的方法是：________．

（3）从 TiOSO₄→H₂TiO₃需要加热，则加热的目的是:________。

（4）电解 TiO₂来获得 Ti 是以 TiO₂作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池。其阴极反应的电极反应式为:________．

（5）从化学平衡的角度解释：往TiO₂和Cl₂反应体系中加人焦炭后，能使反应 TIO₂（s） + 2C1₂ （g）TICl₄（l） +O₂ （g）顺利进行的原因是:________

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金属钛被称为“21世纪金属”

(1)工业上用钛矿石(含FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2：

其中，步骤Ⅱ发生反应为：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H20

①步骤I反生的化学方程式是______________________________若将所得FeSO4晶体溶于水，加热蒸干后所得的固体是_________________

②若步骤Ⅲ中是利用Ti4+在溶液中水解制得TiO2·nH2O,则该反应的离子方程式为_________________________________________________

(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：

方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用炭块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：______________________________________。

方法二：通过以下反应制备金属钛

①TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) △H=+151 KJ/mol

②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti

在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因是_________________________，______________________________________________。(两方面)

(3)若已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)　 △H=-394 KJ/mol,则由固体TiO2、固体C与Cl2反应制取气态TiCl4的热化学方程式为______________________________________________。

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(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3，主要含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:

其中，步骤II发生的主要反应为:2H2SO4+ FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O

①步骤I发生反应的离了方程式是:_____________、___________。为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤I可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_________________、__________________________(写出两种方法)。

②步骤II中加入Fe的目的是___________________；分离出FeSO4晶体的操作是___________。

③步骤III形成的TiO2·nH2O 为胶体，其反应的化学方程式为____________________。

(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:

方法一: 将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，阳极上一定生成的气体是____________，可能生成的气体是__________________。

方法二: 通过以下反应制备金属钛

①TiO2 (s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)　 △H=+ 151kJ/mol

②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti

实际生产中，需在反应①过程中加入碳，可以顺利制得TiCl4。碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是_______________________________________。

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金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝后的“第三金属”。工业上以金红石（TiO₂）为原料制取Ti的反应为：

aTiO₂+bCl₂+Cc=====aTiCl₄+cCO   ………………反应（1）

TiCl₄+2Mg===========Ti+2MgCl₂  ………………反应（2）

关于反应（1）、（2）的分析正确的是            （    ）

A．TiCl₄在反应（1）中是氧化产物，在反应（2）中是氧化剂

B．C、Mg在反应中均为还原剂，被氧化

C．在（1）反应方程式中，a一定等于2

D．每生成9.6gTi，反应（1）、（2）中共转移电子均为0.6mol

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（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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