（14分）金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的“第三金屬”，常見化合價為+4。它是空間技術(shù)、航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料。

Ⅰ.工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分FeTiO3）制備金屬鈦的一種工藝流程如下圖（部分產(chǎn)物略去）：

（1）步驟①反應(yīng)的化學方程式為：2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO，還原劑是                    。

（2）步驟②分離出TiCl4的方法，利用了TiCl4與FeCl3       的不同。

（3）步驟④反應(yīng)的化學方程式為________________________________，該反應(yīng)在氬氣中進行的理由是________________________                    ______。

（4）綠色化學提倡物料循環(huán)。以上流程中，可用于循環(huán)的物質(zhì)除Cl2、Mg外，還有____________。

II. 工業(yè)上也可用TiO2通過下述兩種方法制備金屬鈦：

方法一：先將TiO2氯化為TiCl4，再還原得到Ti。

（5）氯化反應(yīng)TiO2 (s)+2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) 無法自發(fā)正向進行，在反應(yīng)器中加入碳，則在高溫條件下反應(yīng)可順利進行。試從化學平衡角度解釋，往氯化反應(yīng)器中加碳的原因：                                          。

方法二：以熔融鹽為電解液電解TiO2獲得Ti。其中，碳塊為陽極，電極反應(yīng)式為：2O2ˉ–4eˉ=O2↑；TiO2作陰極，被還原。

（6）陰極的電極反應(yīng)式為               。

（7）電解過程中需定期向電解槽中加入碳塊的原因是                     。

 

（14分）

（1）FeTiO3、C（2分）

（2）沸點（1分）

   （3）2Mg + TiCl42MgCl2+ Ti ；防止Mg、Ti被氧化（各2分，共4分）

（4）MgCl2（1分）

（5）碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度，平衡不斷向右移動，使反應(yīng)順利進行（2分）

（6）TiO2+4eˉ=Ti+2O2ˉ（2分）

（7）碳與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷消耗（2分）

解析:

 

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相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2011?青島模擬）【化學-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
（1）已知A和B為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：
電離能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
A 578 1817 2745 11578
B 737 1451 7733 10540
則A通常顯
+3
+3
價，A的電負性
＞
＞
B的電負性（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的第三金屬，Ti原子的電子排布式為
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p64s2
；右圖為高溫超導領(lǐng)域中的一種化合物鈣-鈦鈣（氧化物）晶體結(jié)構(gòu)中蛤有代表性的最小重復(fù)單元，在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且距離相等的鈦離子有
6
6
個．該晶體的化學式為
CaTiO3
CaTiO3
；
（3）在①SiO32-、②SO32-、③CH3OH、④CS2、⑤CCl4五種微粒中，中心原子采取sp3雜化的有
②③⑤
②③⑤
（填序號）．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2009?宿遷模擬）金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的第三金屬，它是空間技術(shù)、航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料．為了提高資源的利用率，減少環(huán)境污染，可將氯堿廠、煉鈦廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈，其關(guān)系如下圖所示．

請回答下列問題：
（1）寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學方程式
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2═2FeCl3+2TiCl4+6CO
．
（2）TiCl4暴露在潮濕空氣中冒白煙，白煙主要為白色的二氧化鈦的水合物H2TiO3，試寫出該反應(yīng)的化學方程式：
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
．
（3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ?mol-1
②
1
2
Ti（s）+Cl2（g）=
1
2
TiCl4（l）△H=-385kJ?mol-1
則Mg 與TiCl4反應(yīng)的熱化學方程式為
2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol-1
2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol-1
，該反應(yīng)在氬氣氛中進行的理由是
Mg和Ti都有強還原性，在Ar氣氛中可以防止被氧化
Mg和Ti都有強還原性，在Ar氣氛中可以防止被氧化
．
（4）在上述產(chǎn)業(yè)鏈中，合成96t 甲醇理論上需額外補充H2
5
5
t （不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失）．

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科目：高中化學 來源：2010年河北冀州中學高三年級模擬考試理綜試題 題型：填空題

金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的第三金屬，它是空間技術(shù)、航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料。
I、工業(yè)上用鈦礦石（FeTiO3，含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）經(jīng)過下述反應(yīng)制得：

其中，步驟②發(fā)生的反應(yīng)為：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。
（1）凈化鈦礦石時，是否需要除去雜質(zhì)FeO？答：_________（填“需要”或“不需要”）
（2）凈化鈦礦石時，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式            。
II、為了提高資源的利用率，減少環(huán)境污染，可將氯堿廠、煉鈦廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈,其關(guān)系如下圖所示。
w.w.^w.k.&s.5*u.c.#om

（3）寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學方程式_________________________。
（4）已知：①Mg(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)；△H＝一641 kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+Cl2(g)＝1/2TiCl4(l)；△H＝一385 kJ·mol-1
則Mg 與TiCl4反應(yīng)的熱化學方程式為                                 ，
該反應(yīng)在氬氣氛中進行的理由是                                。
（5）在上述產(chǎn)業(yè)鏈中,合成192 t 甲醇理論上需額外補充H2          t (不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失)。

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年福建省高三上學期期中考試化學試卷（解析版） 題型：填空題

金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的“第三金屬”，常見化合價為+4。它是空間技術(shù)、航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料。

工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分FeTiO3）制備金屬鈦的一種工藝流程如下圖（部分產(chǎn)物略去）：

（1）步驟①反應(yīng)的化學方程式為：2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO，還 原劑是　　   　  　，每生成1mol TiCl4轉(zhuǎn)移              mol電子。

（2）步驟②分離出TiCl4的方法，利用了TiCl4與FeCl3　 　　　    的不同。

（3）步驟④反應(yīng)的化學方程式為______________            __________，該反應(yīng)在氬氣中進行的理由是_________                _____________________。

（4）綠色化學提倡物料循環(huán)。以上流程中，可用于循環(huán)的物質(zhì)除Cl2、Mg外，還有___。

 

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