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二氧化钛（TiO₂）广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂．工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO₃（钛酸亚铁，不溶于水）、Fe₂O₃及少量SiO₂杂质]作原料，制取二氧化钛及绿矾，其生产流程如下：

回答下列问题：
（1）Ti原子核外电子层数为4，位于元素周期表第ⅣB族．Ti原子序数为．
（2）FeTiO₃溶于过量硫酸的离子方程式．
（3）流程中生成TiO₂?xH2O离子方程式为．
（4）若铁粉的用量不足，可能导致产品TiO₂中混有杂质．
（5）以TiO₂为原料制取金属钛的其中一步反应为TiO₂+Cl₂+C $数学公式$ TiCl₄+，已知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，则另一生成物为．

解：（1）Ti原子核外电子层数为4，位于元素周期表第ⅣB族，所以Ti元素处于第四周期第4列，原子序数为22．
故答案为：22．
（2）由工艺流程转化关系可知，FeTiO₃溶于过量硫酸，生成Fe²⁺、TiO²⁺、H₂O，反应离子方程式为FeTiO₃+4H⁺=Fe²⁺+TiO²⁺+2H₂O．
故答案为：FeTiO₃+4H⁺=Fe²⁺+TiO²⁺+2H₂O．
（3）由工艺流程转化关系可知，TiO²⁺在加热条件下与水反应生成TiO₂?xH₂O，根据电荷守恒可知还生成H⁺，所以反应离子方程式为TiO²⁺+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O+2H⁺．
故答案为：TiO²⁺+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O+2H⁺．
（4）铁粉的用量不足，滤液中的Fe³⁺，不能除尽．生成的TiO₂?xH₂O沉淀中含有氢氧化铁，最后氢氧化铁分解生成氧化铁，所以可能导致产品TiO₂中混有Fe₂O₃．
故答案为：Fe₂O₃．
（5）反应中Ti元素化合价未变化，氯元素化合价由0价降低为-1价，令碳元素在产物中等化合价为a，则a=2×[0-（-1）]，故a=2，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，结合元素守恒可知，TiO₂、Cl₂、C、TiCl₄的系数分别为1、2、2、1，所以未知物中含有C原子与O原子，碳元素化合价为+2，故为CO，系数为2．
故答案为：2CO；CO．
分析：（1）电子层等于周期数，所以Ti元素位于第四周期，Ti位于元素周期表第ⅣB族第4列．
（2）由工艺流程转化关系可知，FeTiO₃溶于过量硫酸，生成Fe²⁺、TiO²⁺、H₂O．
（3）由工艺流程转化关系可知，TiO²⁺在加热条件下与水反应生成TiO₂?xH₂O，根据电荷守恒可知还生成H⁺．
（4）Fe²⁺容易氧化为Fe³⁺，铁粉的用量不足，滤液中的Fe³⁺，不能除尽．生成的TiO₂?xH₂O沉淀中含有氢氧化铁．
（5）反应中Ti元素化合价未变化，氯元素化合价由0价降低为-1价，根据电子转移守恒计算碳元素在产物中化合价，据此结合元素守恒判断．
点评：考查学生对工艺流程理解、阅读题目获取信息能力、氧化还原反应及方程式的书写等，难度中等，理解工艺流程是关键，需要学生具有阅读题目获取信息能力和灵活运用基础知识分析问题、解决问题能力．

练习册系列答案

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科目：高中化学 来源： 题型：

氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO₂）表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H₂O

激光

TiO2

2H₂↑+O₂↑．制得的氢气可用于燃料电池．
试回答下列问题：
（1）分解海水时，实现了从

太阳

能转变为

化学

能，二氧化钛作

催化剂

．生成的氢气用于燃料电池时，实现

化学

能转变为

电

能．水分解时，断裂的化学键为

H-O

键，分解海水的反应属于

吸热

反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：
A极：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；B极：O₂+4e^-═2O^2-
则A极是电池的

负

极；电子从该极

流出

（填“流入”或“流出”）．
（3）有人以化学反应：2Zn+O₂+4H⁺═2Zn²⁺+2H₂O为基础设计出一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O₂、H⁺、Zn²⁺进行工作．则原电池的负极材料是

锌

，发生的电极反应为

2Zn-4e^-═2Zn²⁺

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2009?广州二模）二氧化钛（TiO₂）广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂．工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO₃（钛酸亚铁，不溶于水）、Fe₂O₃及少量SiO₂杂质]作原料，制取二氧化钛及绿矾，其生产流程如下：

回答下列问题：
（1）Ti原子核外电子层数为4，位于元素周期表第ⅣB族．Ti原子序数为

．
（2）FeTiO₃溶于过量硫酸的离子方程式

FeTiO₃+4H⁺=Fe²⁺+TiO²⁺+2H₂O

．
（3）流程中生成TiO₂?xH2O离子方程式为

TiO²⁺+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O+2H⁺

．
（4）若铁粉的用量不足，可能导致产品TiO₂中混有

Fe₂O₃

杂质．
（5）以TiO₂为原料制取金属钛的其中一步反应为TiO₂+Cl₂+C

高温

TiCl₄+

2CO

，已知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，则另一生成物为

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2013?济宁一模）MnO₂是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能．
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²

．
（2）CoTiO₃晶体结构模型如图1所示．在CoTiO₃晶体中1个Ti原子、1个Co原子，周围距离最近的O原子数目分别为

个、

个．
（3）二氧化钛（TiO₂）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理．O₂在其催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^-，进而得到N₂．与CNO^-互为等电子体的分子、离子化学式分别为

CO₂或N₂O、CS₂、BeCl₂

、

N₃^-

（各写一种）．
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示．

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是

sp²、sp³

，1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为

15N_A

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

Ⅰ．上表中的实线是元素周期表部分边界，请在表中用实线补全元素周期表边界，并画出金属和非金属的分界线，用阴影画出铁元素所在的族．
Ⅱ．A、B、C、D、E都是短周期元素，原子序数依次增大，A、B处于同一周期，C、D、E同处另一周期．C、B可按原子个数比2：l和1：1分别形成两种离子化合物甲和乙．A原子的最外层电子数比次外层电子层多3个．E是地壳中含量最高的金属元素．根据以上信息回答下列问题：