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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发生的反应为：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
    ①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式：______、______．
    ②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式为______．
    ③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2?nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在______范围．
    （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，用碳块作电解槽池，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）数学公式TiCl4（g）+O2（g）；△H=+151kJ/mol
    ②TiCl4+2Mg 数学公式 2MgCl2+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：______．
    （3）若已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-394kJ/mol，则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为______．

    解：（1）①氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应生成盐和水：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸钠和水：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
    ②Fe2+在酸性条件下能被H2O2氧化成Fe3+，H2O2被还原成水：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
    ③胶体的粒子直径大小为：1～100nm，所以步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2?nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在1～100nm，故答案为：1～100nm；
    （2）电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
    TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g），该反应是可逆反应，碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，并利用反应放热，导致反应顺利进行，使生成更多TiCl4，
    故答案为：碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，并利用反应放热，导致反应顺利进行，使生成更多TiCl4；
    （3）将方程式TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1和C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1相加，得方程式：TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）△H=+151kJ?mol-1-394kJ?mol-1=-243KJ?mol-1，
    故答案为：TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）△H=-243KJ?mol-1．
    分析：（1）①根据二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠的性质分析；
    ②Fe2+在酸性条件下能被H2O2氧化成Fe3+，H2O2被还原成水；
    ③根据胶体的粒子直径大小为：1～100nm；
    （2）阴极上得电子反应还原反应生成金属钛；根据外界条件对化学平衡的影响分析；
    （3）利用盖斯定律来解答．
    点评：本题考查了热化学反应方程式、电极反应式的书写等知识点，难度不大，注意热化学反应方程式相加减时，反应热应相应的加减．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    2000年在河南发现世界级特大金红石（含TiO2）矿床。钛及其重要化合物和钛合金，在许多领域具有广泛、重要的应用，被称为21世纪的金属。试回答：
    （1）钛元素的同位素有：，则下列说法正确的是   （）。
    A.据此可计算出钛元素的相对原子质量为48
    B.钛元素的五种同位素的化学性质均不相同
    C.钛元素在元素周期表中位于第4周期
    D.钛与铁同为第Ⅷ族元素
    （2）TiO2（二氧化钛）是高级白色颜料，它可通过下列反应制得：
    第一步：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O，此时，钛铁矿中的Fe2O3也与H2SO4发生反应，可加入铁屑使其还原成Fe2+，写出此过程发生反应的离子方程式：___________________________。
    第二步：TiOSO4+2H2OTiO2?H2O+H2SO4，正反应为吸热反应。
    制二氧化钛的关键是第二步的水解反应。为使第二步反应进行得更完全，可采用的措施是   （）。
    A.加酸    B.加碱
    C.加热    D.加压

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    2000年，河南发现世界级特大金红石(含TiO2)矿床。钛和钛合金及其重要化合物，在许多领域具有广泛、重要的应用，被称为21世纪的金属。

    (1)钛元素的同位素有：、、、，则下列说法正确的是(    )

    A.可计算出钛元素的相对原子质量为48

    B.钛元素的五种同位素化学性质均不相同

    C.钛元素在元素周期表中位于第四周期

    D.钛与铁(26Fe)同为第Ⅷ族元素

    (2)TiO2(二氧化钛)是高级的白色颜料，它可用下列反应制得：

    第一步：FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O，此时钛铁矿中的Fe2O3也与H2SO4发生反应，可加入铁屑使其还原成Fe2+,写出此过程的离子反应方程式：____________________。

    第二步：TiOSO4+2H2OTiO2·H2O+H2SO4-Q，制二氧化钛的关键是第二步水解反应。为使第二步反应进行得更完全，可采用下列_______措施。

    A.加酸    B.加碱      C.加热     D.加压

    (3)最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，则它的化学式为_________。

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    2000年，河南发现世界级特大金红石(含TiO2)矿床。钛和钛合金及其重要化合物，在许多领域具有广泛、重要的应用，被称为21世纪的金属。

    (1)钛元素的同位素有：、、、，则下列说法正确的是(    )

    A.可计算出钛元素的相对原子质量为48         B.钛元素的五种同位素化学性质均不相同

    C.钛元素在元素周期表中位于第四周期         D.钛与铁(26Fe)同为第Ⅷ族元素

    (2)TiO2(二氧化钛)是高级的白色颜料，它可用下列反应制得：

    第一步：FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O，此时钛铁矿中的Fe2O3也与H2SO4发生反应，可加入铁屑使其还原成Fe2+,写出此过程的离子反应方程式：____________________。

    第二步：TiOSO4+2H2OTiO2·H2O+H2SO4-Q，制二氧化钛的关键是第二步水解反应。为使第二步反应进行得更完全，可采用下列_______措施。

    A.加酸                 B.加碱                C.加热                 D.加压

    (3)最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图1-26所示，则它的化学式为_________。

    图1-26

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