钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说21世纪是钛的世纪。钛在地壳中的含量并不少...

钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说21世纪是钛的世纪。钛在地壳中的含量并不少，但钛的冶炼技术还未获得突破，目前钛只用于尖端领域。

如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可大大提高资源利用率，减少环境污染。

请填写下列空白：

（1）用惰性电极电解2 L食盐水时，总反应的离子方程式_______________________________，当阴极上产生224 mL气体（标准状况）时，所得溶液的pH=________（假设电解前后溶液体积不变,食盐水足量）。

（2）写出高温下钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式________。（提示：FeTiO₃中Ti为+4价）

（3）反应2Mg＋TiCl₄2MgCl₄＋Ti在Ar气氛中进行的理由是____________________。

（4）二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过甲醇分子间脱水制得：

2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)　ΔH=" -23.5" kJ/mol

T₁ ℃时，在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如下图所示。

①T₁ ℃时，该反应的平衡常数为　　　　；

②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c(CH₃OH)="0.4" mol/L、c(H₂O)="0.6" mol/L、(CH₃OCH₃)="1.2" mol/L，此时正、逆反应速率的大小：v正　　v逆(填“>”、“<”或“=”)。

（5）在上述产业链中，合成192吨甲醇理论上需额外补充H₂__________吨 （不考虑生产过程中物质的任何损失）。

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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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（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　　　　　 。

高三化学实验题中等难度题查看答案及解析

金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。

请回答下列问题。

（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C===2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为______；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_________。

（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是___________。此时溶液中含有Fe2＋、TiO2＋和少量Mg2＋等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

①常温下，若所得溶液中Mg2＋的物质的量浓度为0.001 8 mol/L，当溶液的pH等于________时，Mg(OH)2开始沉淀。

②若将含有Fe2＋、TiO2＋和Mg2＋的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为____________。

（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为_______。Mg还原TiCl4过程中必须在1070 K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_______。除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是______。

（4）在800～1 000 ℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如下图所示。

图中b是电源的________极，阴极的电极反应式为________。

高三化学实验题极难题查看答案及解析

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。请回答下列问题。

（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为_______________；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）上述生产流程中溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

①常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于_______时，Mg(OH)2开始沉淀。

②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为___________________________________________________________。

（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为______________。Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。请回答下列问题。

（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为_______________；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为____________________。

（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是_________________________，此时溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

①常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于_______时，Mg(OH)2开始沉淀。

②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为___________________________________________________________。

（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为________。Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_________。除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是__________________。

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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。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下，回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成。副产品甲俗称“绿矾”其化学式是________________。

（2）上述生产流程中加入Fe屑的目的是________（用离子方程式表示），检验副产品甲是否变质的实验方法是。

（3）上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入________溶解后除去。

（4）溶液Ⅰ中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

①常温下，若所得溶液中Mg²⁺的物质的量浓度为0.0018mol/L，当pH等于_________时，Mg(OH)₂开始沉淀。

②若将含有Fe²⁺、TiO²⁺和Mg²⁺的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________

（5）Mg还原TiCl₄过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应控制的反应条件是__________________________

（6）在800--1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如图所示。图中b是电源的______极，阴极的电极反应式________________。

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