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    22.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，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：

    ⑴ Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_____周期，第______族。

    ⑵步骤①加铁的目的是_________________________________________________；

    步骤②冷却的目的是_________________________________________________。

    ⑶ 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。

    ⑷ 由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：

    已知：

    ① C(s) + O2(g) == CO2(g)；                △H = －393.5 KJ·mol-1

    ② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)；            △H =－566 KJ·mol-1

    ③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2(g)；     △H = +141 KJ·mol-1

    则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = ____________。

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

    答案：

    （1）4      IVB

    （2）将Fe3+还原为Fe2+    析出（或分离、或得到）FeSO4·7H2O

    （3）FeSO4·7H2O    石灰（或碳酸钙、废碱）

    （4）-80 kJ·mol-1

         防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2（或CO2、N2）作用

     

    解析：本题是一道典型的无机物框图制备题。不仅考查对基础知识的掌握，还主要考查学科知识的综合应用能力。

    （1）由原子序数推断元素在周期表中的位置，关键是熟悉元素周期表的结构，即各周期起止元素的原子序数、各族的相对位置等。Ti的原子序数为22，与熟悉的Ca（原子序数为20）相近，由Ca在元素周期表中的位置，分析推断Ti位于第四周期，第ⅣB族。

    （2）由框图所示流程分析可知，要将TiO2+与Fe3+、Fe2+分离，需要先加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+，趁热过滤除去残渣，再将滤液冷却使FeSO4·7H2O析出。

    （3）制备TiO2过程中的副产物FeSO4·7H2O在工农业生产和日常生活中有较多的应用。在分离出H2TiO3的废液中，还含有少量的TiO2+、Fe2+，可加入石灰（或碳酸钙、废碱）降低H+的浓度，使之转化为沉淀析出，进行循环利用。

    （4）反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体的反应进行的途径无关。将已知热化学方程式相加减③+2×①－②得TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）==TiCl4（s）+2CO（g），其ΔH=141 kJ·mol－1+2×（－393.5 kJ·mol－1）－（－566 kJ·mol－1）=－80 kJ·mol－1。因为在高温下，Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用，所以用Mg还原TiCl4时要在惰性气氛（Ar）中进行。

     


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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?淮南二模）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的“21世纪金属”金属，应用前景广泛．如图所示，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）电解食盐水总反应的离子方程式是
    2Cl-+2H2O
     电解 
    .
     
    2OH-+H2↑+Cl2↑
    2Cl-+2H2O
     电解 
    .
     
    2OH-+H2↑+Cl2↑
    ；
    （2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2TiCl4+2FeCl3+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2TiCl4+2FeCl3+6CO
    ；
    （3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ/mol；②Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）△H=-770kJ/mol．
    下列说法中正确的是
    C
    C
    ；
    A．Mg的燃烧热为641kJ/mol
    B．Ti的能量一定比TiCl4高
    C．等质量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯气反应，前者放出的热量多
    D．该冶炼Ti法对环境友好
    （4）某厂日合成甲醇8.1t，理论上需氢气
    0.5
    0.5
    t （不考虑生产过程中的损失）．
    （5）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．该电池中正极上的电极反应式是
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    钛（Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属．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：

    （l）电解饱和食盐水时，总反应的离子方程式是
    2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
    2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
    ．
    （2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式（不用写条件）
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    ．
    （3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ?mol-1
    ②Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）△H=-770kJ?mol-1
    则2Mg（s）+TiCl4（s）=2MgCl2（s）+Ti（s）△H=
    -512kJ/mol
    -512kJ/mol
    ．
    反应2Mg（s）+TiCl4（s）2MgCl2（s）+Ti，在Ar气氛中进行的理由是：
    Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化．
    Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化．
    ．
    （4）在上述产业链中，合成96t 甲醇理论上需额外补充H2
    5
    5
     t （不考虑生产过程中物质的任何损失）．
    （5）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．已知该燃料电池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，正极发生的电极方程式为：3O2+6H2O+12e-=12OH-．该电池中负极上的电极反应式是
    2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
    2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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，我国的钛铁矿储量居世界首位．含有Fe2O3的钛铁矿（FeTiO3）制取TiO2的流程如下：
    （1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第
    四
    四
    周期，第
    ⅣB
    ⅣB
    族．
    （2）步骤①加Fe的目的是
    将Fe3+还原为Fe2+
    将Fe3+还原为Fe2+
    ；步骤②冷却的目的是
    析出（或分离、或得到）FeSO4?7H2O
    析出（或分离、或得到）FeSO4?7H2O
    ．
    （3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是
    FeSO4?7H2O
    FeSO4?7H2O
    ；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入
    石灰（或碳酸钙、废碱）
    石灰（或碳酸钙、废碱）
    处理．
    （4）由金红石（TiO2）制取单质Ti，涉及到的步骤为：已知：
    ①C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-393.5kJ?mol-1
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=-566kJ?mol-1
    ③TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）；△H=+141kJ?mol-1则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）的△H=
    -80kJ?mol-1
    -80kJ?mol-1
    ．反应TiCl4+2Mg=2MgCl+Ti 在Ar气氛中进行的理由是
    防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用
    防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2012?资阳二模）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三大金属，我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富．如图所示，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．
    请回答下列问题：
    （1）电解饱和食盐水时，总反应的离子方程式是
    2Cl-+2H2O
     电解 
    .
     
    2OH-+H2↑+Cl2↑
    2Cl-+2H2O
     电解 
    .
     
    2OH-+H2↑+Cl2↑
    ．
    （2）写出钒钛磁铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2TiCl4+2FeCl3+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2TiCl4+2FeCl3+6CO
    ．
    （3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）△H=-641kJ/mol
    ②Ti（s）+2Cl2（g）═TiCl4（s）△H═-770kJ/mol
    下列说法正确的是
    CD
    CD
    （填字母）．
    a．Mg的燃烧热为641kJ/mol
    b．Ti的能量一定比TiCl4的高
    c．等质量的Mg（S）、Ti（S）与足量的氯气反应，前者放出的热量多
    d．MG还原TiCl4的热化学方程式为2Mg（S）+TiCl4（s）═2MgCl2（S）+Ti（s）△H=-512kJ/mol
    （4）在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H2
    10
    10
    t．（不考虑生产过程中物质的任何损失）
    （5）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
    2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
    2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    钛（Ti）被称为继铁、铝之后的“21世纪金属”金属，应用前景广泛．如图所示，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．
    精英家教网
    （1）电解食盐水总反应的离子方程式是
     
    ；
    （2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式
     
    ；
    （3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ/mol；
    ②Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）△H=-770kJ/mol．
    下列说法正确的是
     
    ；
    A．Mg的燃烧热为641kJ/mol       
    B．Ti的能量一定比TiCl4高
    C．该冶炼Ti法对环境友好
    D．等质量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯气反应，前者放出的热量多
    （4）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．该电池中正极的电极反应式
     
    ．
    （5）若日产甲醇（CH3OH）8t，理论上需多少t氢气 （不考虑生产过程中的损失）．
     
    ．

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