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    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：                     

                                        图1-5

    (1)Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_________周期，第________族。

    (2)步骤①加Fe的目的是：__________________________________________________；

    步骤②冷却的目的是：_____________________________________________________。

    (3)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。

    (4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为：

    已知：①C(S)+O2(g)CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1

    ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g);ΔH=-566 kJ·mol-1

    ③TiO2(S)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g);ΔH=+141 kJ·mol-1

    则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=______________。

    反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________________。

    思路解析: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Fe2+、Fe3+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时要在惰性气体(Ar)中进行。

    答案：(1)4  ⅣB  (2)将Fe2+还原为Fe3+ 

    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


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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(主要成分为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_________周期，第_________族。

    (2)步骤①加Fe的目的是___________________________；

    步骤②冷却的目的________________________________。

    (3)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。

    (4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：

    TiO2TiCl4Ti

    已知：①C(s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH=-393.5 kJ·mol-1

    ②2CO(g)+O2(g)====2CO2(g)；ΔH=-566 kJ·mol-1

    ③TiO2(s)+2Cl2(g)====TiCl4(s)+O2(g)；ΔH=+141 kJ·mol-1

    则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)====TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=__________。

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

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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：

    （1）电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为                                     。

    （2）写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。

    （3）已知：①Mg(s) + Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H = – 641 kJ/mol

         ②Ti(s) + 2Cl2(g)＝TiCl4(s)；△H = –770 kJ/mol  

    则2Mg(s) + TiCl4(s)＝2MgCl2(s) + Ti(s)；△H＝                    。

           反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s)，在Ar气氛中进行的理由是           。

    （4）在上述产业链中，合成96 t 甲醇理论上消耗H2            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。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH     (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年天津市十二校高三第二次模拟联考化学试卷（解析版） 题型：填空题

    钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说21世纪是钛的世纪。钛在地壳中的含量并不少，但钛的冶炼技术还未获得突破，目前钛只用于尖端领域。

    如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可大大提高资源利用率，减少环境污染。

    请填写下列空白：

    （1）用惰性电极电解2 L食盐水时，总反应的离子方程式_______________________________，当阴极上产生224 mL气体（标准状况）时，所得溶液的pH=             （假设电解前后溶液体积不变,食盐水足量）。

    （2）写出高温下钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式                             。（提示：FeTiO3中Ti为+4价）

    （3）反应2Mg＋TiCl42MgCl4＋Ti在Ar气氛中进行的理由是____________________。

    （4）二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过甲醇分子间脱水制得：

    2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=" -23.5" kJ/mol

    T1 ℃时，在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如下图所示。

    ①T1 ℃时，该反应的平衡常数为　　　　　；

    ②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)="0.4" mol/L、c(H2O)="0.6" mol/L、(CH3OCH3)="1.2" mol/L，此时正、逆反应速率的大小：v正　　　v逆(填“>”、“<”或“=”)。

    （5）在上述产业链中，合成192吨甲醇理论上需额外补充H2__________吨 （不考虑生产过程中物质的任何损失）。

     

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    科目：高中化学 来源：西南师大附中2010届高三第五次月考（理综）试题化学部分 题型：填空题

    (13分) 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：

    （1）电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为                                     。

    （2）写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。

    （3）已知：①Mg(s) + Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H = – 641 kJ/mol

         ②Ti(s) + 2Cl2(g)＝TiCl4(s)；△H = –770 kJ/mol  

    则2Mg(s) + TiCl4(s)＝2MgCl2(s) + Ti(s)；△H＝                    。

           反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s)，在Ar气氛中进行的理由是           。

    （4）在上述产业链中，合成96 t 甲醇理论上消耗H2            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。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH     (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源：2010-2011学年广东省中山市高三化学模拟试卷（七） 题型：填空题

    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                              。

    （2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程                           。

    （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＝          。

    反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti，在Ar气氛中进行的理由是：           ______________________________________    。

    （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。该电池中负极上的电极反应式是                                   。

     

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