Question

钛在地壳中的含量比铜多61倍，排第十位。钛及其化合物大量应用于航空、造船、电子、化学、医疗器械、电讯器材等各个领域。

⑴ 由钛铁矿（FeTiO₃）提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下（部分产物省略）：

上述熔炼过程发生的反应为吸热反应，该反应能够自发进行的原因是  ▲  ；还原过程必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是  ▲  。

⑵ 用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入铁，此时溶液中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的K_sp如下表所示。

氢氧化物	Fe(OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10－16	1.0×10－29	1.8×10－11

常温下，若所得溶液中Mg²⁺的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于  ▲  时，Mg(OH)₂开始沉淀。

若将含有Fe²⁺、TiO²⁺和Mg²⁺的溶液加水稀释，立即析出大量   

白色沉淀，写出该反应的离子方程式：  ▲  。

⑶ BaTiO₃是一种可用来吸收低频波的无机功能材料。工业上，常用

BaCl₂、TiCl₄、H₂O和H₂C₂O₄混合反应生成白色固体A，将该白色

固体加热分解至900K可得BaTiO₃，实验测得其热分解过程的质量

－温度关系曲线如右图所示，图中400K、600K和900K时对应的

样品的质量分别为8.38mg、5.68mg和5.19mg。白色固体A的化学式

为  ▲  （填序号）。

a．BaTi₂O₅      b．BaC₂O₄·2H₂O      c．BaTi(C₂O₄)₃      d．BaTiO (C₂O₄)₂·4H₂O

Answer 1

⑴ 熵变大于零（△S＞0）  隔绝空气

⑵ 10  TiO^2＋＋2H₂O＝TiO(OH)₂↓＋2H^＋

⑶ d

解析:

本题通过钛及其化合物的制备与应用为背景素材，考查学生运用化学理论知识解决工业实际问题的能力以及对图表、图示的观察、分析、运用和数据处理能力。

⑴化学反应的发生至少必须满足“焓变小于零、熵变大于零”中的一个；反应控制在隔绝空气（或在惰性环境中进行）的条件下进行，是考虑到金属镁与空气中氧气、氮气、二氧化碳的反应（钛的性质、四氯化钛的水解等知识学生不熟悉）。⑵第一问主要考查K_sp与pH的简单计算，第二问由于TiO(OH)₂的K_sp最小，故最容易水解。⑶依据M[BaTiO (C₂O₄)₂·4H₂O]：M(BaTiO₃)＝10.00：5.19，可知白色固体A的化学式为BaTiO (C₂O₄)₂·4H₂O。