钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，江西省攀枝花和西昌地区的钡钛磁铁矿储量十分丰富。如...

钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，江西省攀枝花和西昌地区的钡钛磁铁矿储量十分丰富。如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇（）厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。请填写下列空白：

（1）电解食盐水时，总反应的离子方程式______________。

（2）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是________________________。

（3）已知：① H=

② H=

则 H=_____________。

（4）写出钛铁矿高温下经氯化法得到四氧化钛的化学方程式：________________。

（5）某自来水中含有、、、、、、，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢，锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉的危险，因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20℃时的溶解度数据有：

①请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有而不含有的原因：_______。

②锅炉中的水垢所含有的不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去， 能转化为物质Y的离子方程式_________。

③水中的、可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与、都以等物质的量进行反应，现取含浓度为0.40g/L的自来水样10mL，至锥形瓶中进行滴定，达到终点时，用去了浓度为0.01 mol/L的M溶液20.00mL，则该自来水样中的物质的量浓度是________。

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钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：

已知反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ΔH<0

（1）步骤①加Fe的目的是___________________________________（用离子方程式表达）；步骤②冷却的目的是_________________________________________________________。

（2）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理；在“水浸”步骤中加入大量的水即可获得H2TiO3沉淀，请用相关化学原理解释___________________________________________________。

（3）由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为

―→

反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________________。

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某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如下左图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

请填写下列空白：

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

（2）由CO和H2合成甲醇是放热的，方程式是：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

①已知该反应在 300 ℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为 2 L的密闭容器中，此时反应将　　　　　　　 （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

②上方右图表示合成甲醇反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的甲醇的含量最高的一段时间是　　　　 　　 　 。图中t3时改变的条件可能是　　　　　　 。

③下列措施中有利于提高甲醇的产率的是_________。

A．采用高温　　　　　　　　　 B．采用高压　　　　　　　　 C．寻找更高效的催化剂

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（10分）化工厂的联合生产可以提高资源的利用率，有效减少环境污染，某化工集团将钛的生产和氯碱工业及甲醇生产联合起来，其主要工艺如下：

（1）工业电解饱和食盐水的化学方程式为________，其阳极产物为________（填化学式）。

（2）上述工艺流程中钛铁矿在高温条件下经过氯化法得到四氯化钛的化学方程式为________。

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

② Ti(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(s)　　 △H = -770 kJ·mol-1

则 2Mg(s) + TiCl4(g) = MgCl2(s) + Ti(s)　　 △H = ________。

（4）在25℃、101kPa条件下，1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则表示甲醇燃烧的热化学方程式为：________________________________________。

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2010年10月1日下午18时59分57秒，中国探月工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨。月球上有着非常丰富的钛铁矿(主要成分是FeTiO₃)资源。已知钛铁矿与氢气在1 000 ℃条件下发生如下反应：FeTiO₃＋H₂Fe＋TiO₂＋H₂O，下列有关该反应的说法错误的是(　 　)

A．FeTiO₃中Fe显＋2价，Ti显＋4价     B．TiO₂既不是氧化产物也不是还原产物

C．反应中生成1 mol铁将转移3 mol电子  D．FeTiO₃在反应中作氧化剂

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关于能源的利用，下列说法中错误的是

A. 由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

B. 能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程

C. 现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D. 煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

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关于能源的利用，下列说法中错误的是

A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

B．能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程

C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

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【化学—选修3：物质结构与性质】

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：

回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布图为　　　　　　　　　 ，其原子核外共有　　　　　 种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如下图1所示，为　　　　　　　　　　 堆积（填堆积方式）。

（2）根据价层电子互斥理论，价层电子对之间的斥力大小有如下顺序：l－l >> l－b > b－b（l为孤对电子对，b为键合电子对），则关于H2O中的H－O－H键角可得出的结论是________。

（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为________晶体。

（4）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是　　　　　　　　 。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　 。

（5）钙钛矿晶体的结构如右图所示。钛离子位于立方晶胞的角顶，被　　　　　 个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被　　　　　 个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为　　　　　　　　　　 。若该晶胞的边长为a pm，则钙钛矿晶体的密度为　　　　 g.cm-3（只要求列算式，不必计算出数值）。

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氢氧化钠是一种用途十分广泛的化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多数采用离子交换膜电解槽。

(1)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是__________________________________。

阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是____________________________________。

(2)为使电解氯化钠的速率加快，下列措施可行的是__________。

a．增大阴极碳钢网的面积

b．提高饱和氯化钠溶液的温度

c．加大阴极与阳极间的距离

d．提高电解时电源电压

(3)如果将某离子交换膜电解槽的①电解时电压增大到原来的2倍；②电解时的电流强度增大到原来的2倍；③电解时温度从30 ℃提高到60 ℃，则电解速率一定会达到原来的2倍的是________________。

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