Question

（12分）鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環(huán)境污染。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）Ti的原子序數(shù)為22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。

（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式              。

（3）制備TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，再經(jīng)焙燒制得。水解時(shí)需加入大量的水并加熱，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)方程式和必要的文字說明原因：

                                                                       

（4）由TiCl₄→Ti 需要在Ar氣中進(jìn)行的理由是_________________________________。反應(yīng)后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)下表信息，需加熱的溫度略高于          ℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔點(diǎn)/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸點(diǎn)/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化還原滴定法測(cè)定TiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：一定條件下，將TiO₂溶解并還原為Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示劑，用NH₄Fe(SO₄)₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析時(shí)，稱取TiO₂（摩爾質(zhì)量為M g/mol）試樣w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________。（用代數(shù)式表示）

（6）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。若不考慮生產(chǎn)過 程中物質(zhì)的任何損失，上述產(chǎn)業(yè)鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補(bǔ)充H₂   mol。

 

Answer 1

【答案】

（共12分，每小問2分）

（1）四;ⅣB（各1分）

（2）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高溫 2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO

（3）TiCl₄+(2+x) H₂OTiO₂·xH₂O+4HCl，加入大量水并加熱，促進(jìn)水解趨于完全（或促使水解正向進(jìn)行

（4）防止鈦、鎂被氧化（或防止鈦鎂與空氣、水反應(yīng)），1412

（5）（或）

（6）5

【解析】

試題分析：（1）Ti的原子序數(shù)為22，比K大3，跟K同周期且在K的右3個(gè)。（2）從圖示可知氯化時(shí)的反應(yīng)物、生成物，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應(yīng)的方程式；（5）根據(jù)得失電子守恒：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（或）。

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備化學(xué)計(jì)算書寫化學(xué)方程式

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)電解原理的應(yīng)用知識(shí)題目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大。電解是指在電解槽中，直流電通過電極和電解質(zhì)，在兩者接觸的界面上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，以制備所需產(chǎn)品的過程。學(xué)習(xí)電解原理應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。一、注意兩極的判斷、兩極的反應(yīng)與離子方程式的書寫確定電解池的陽、陰極由所接電源的正負(fù)極決定,與電極材料無關(guān),與電源負(fù)極相聯(lián)的電極為陰極,與電源正極相聯(lián)的電極為陽極。陰、陽極反應(yīng):陰極:陽離子移向陰極,發(fā)生還原反應(yīng);陽極:陰離子向陽極移動(dòng),在陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極本身也可以發(fā)生氧化反應(yīng);離子放電順序:陰離子:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子;陽離子:Ag+>Cu2+>H+……。