（10分）工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96％）等为原料生产。（1）由金...

（10分）工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO₂大于96％）等为原料生产。

（1）由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：

①沸腾氯化炉中反应的化学方程式为：________

②已知：Ti(s) +2Cl₂(g) = TiCl₄(l)  △H = －804.2kJ/mol；

2Na(s) +Cl₂(g) = 2NaCl(s)  △H = －882.0kJ/mol

Na(s) = Na(l)  △H =2.6 kJ/mol

请写出用液态钠与四氯化钛置换出钛的热化学方程式________

③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的是________。

（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺。试回答下列有关问题。

①TiO₂直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示,在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO₂获得钛，则在阴极所发生的反应为：。

②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，只允许氧离子通过，在电解过程中阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO₂污染物产生，通入的气体若是H₂，则阳极电解反应式为________。

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）常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。

（1）工业上由金红石（含TiO2大于96%）为原料生产钛的流程如下：

① 沸腾氯化炉中发生的主要反应为：_____________。

② 己知：Ti (s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)　　 △H=akJ/mol；

2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)　 △H=bkJ/mol；

Na(s) = Na (l)　　 △H=ckJ/mol

则TiCl4(l)＋4Na(l)＝Ti(s)+4NaCl(s) △H=________kJ/mol

③ TiCl4遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式________。

（2）TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示。二氧化钛电极连接电源_____极，该极电极反应为__________。

（3）若以二甲醚（CH3OCH3）、空气、氢氧化钾溶液为原料，多孔石墨为电极构成的燃料电池提供上述电解的电源，则该电池工作时负极的电极反应式为____________。

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下列有关铁、铝的冶炼的说法中，正确的是

A．冶金工业中，金属铁的冶炼主要采用电解法

B．炼铁过程中铁的氧化物被焦炭还原生成单质铁，电解冶炼铝的过程中，阳极生成铝单质，阴极生成氧气

C．炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、生石灰和空气，电解冶炼铝的原料是氧化铝和冰晶石

D．铁、铝冶炼设备分别是炼铁高炉和铝电解槽

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氧化铬（Cr2O3）主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上是以铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

（1）亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2]中Cr的化合价是___________。

（2）焙烧时的主要反应为：4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是____________________________________。

（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：___________________________。

（4）硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为________________________。滤渣中除Al(OH)3外还有__________（填化学式）。

（5）某工厂用448 kg铬铁矿粉[含Fe(CrO2)280%]制备Cr2O3，最终得到产品182.4 kg，产率为______%。

（6）Cr3+也有一定毒性，会污染水体，常温下要除去废液中多余的Cr3+，调节pH至少为_______，才能使铬离子沉淀完全。（已知溶液中离子浓度小于1×10-5 mol·L-1，则认为离子完全沉淀；Cr(OH)3的溶度积常数为1.0×10－32。）

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氧化铬（Cr2O3）主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等.工业上是以铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

（1）亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2]中Cr的化合价是___________。

（2）焙烧时的主要反应为：4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，其中被氧化的元素为___，每产生32g Fe2O3，转移电子的物质的量为_______，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_______。

（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：__________。

（4）硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为___________，滤渣中除Al(OH)3外还有_______（填化学式）。

（5）某工厂用448 kg铬铁矿粉[含Fe(CrO2)280%]制备Cr2O3，最终得到产品182.4 kg，产率为______。

（6）Cr3+也有一定毒性，会污染水体，常温下要除去废液中多余的Cr3+，调节pH至少为_______，才能使铬离子沉淀完全 (已知：离子浓度小于1×10－5mol/L时沉淀就达完全， Cr(OH)3的Ksp=1.0×10－32)。

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（14分）钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置，工业上采用高炉冶炼，常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂（石灰石）作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的，还原时温度及CO、CO₂平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图：

（1）铁在元素周期表中位于________________________周期________________________族

（2）在温度低于570℃时，还原分两阶段完成，在温度高于570℃时，依次发生的还原反应有：________________（选用右图中的a、b、c、d填空）

（3）为减少高炉冶铁时，含CO的尾气排放，下列研究方向不可取的是________________________。

（a）其它条件不变，增加高炉的高度

（b）调节还原时的炉温

（c）增加原料中焦炭与赤铁矿的比例

（d）将生成的铁水及时移出

（4）已知下列反应数值：

反应④△H₄= kJ·mol^-1。

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工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含有MgO、SiO2 等杂质]为原料，制备金属钛和铁红的工艺流程如下：已知：①酸溶时，FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+；②本实验温度下，Ksp[Mg(OH)2]= 1.0×10-11；请回答下列问题：

(1)FeTiO3中Ti元素的化合价为_______价。铁红的用途为________________(任写一种)。

(2)“水解”中，发生反应的离子方程式为____________________________________________。

(3)“沉铁”中，气态产物的电子式为_________；该过程需控制反应温度低于35℃，原因为_____________。

(4)FeCO3转化为铁红时，发生反应的化学方程式为________________________________________。

(5)滤液3可用于制备Mg(OH)2。若滤液3 中c(Mg2+)=1.2×10-4 mol·L-1，向其中加入等浓度等体积的NaOH溶液时，通过计算说明有无沉淀生成______________________________(溶液体积近似叠加)。

(6)电解生产钛时用TiO2和石墨做电极，电解质为熔融的CaO，则阴极反应式为__________________。

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