Question

TiO₂在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。
I．工業(yè)上用鈦礦石（FeTiO₃，含F(xiàn)eO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）經(jīng)過(guò)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(shí)，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(shí)，需用濃氫氧化鈉溶液來(lái)處理，寫出該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。
答：                                                     。
II．TiO₂可通過(guò)下述兩種方法制備金屬鈦：
“方法一”是電解TiO₂來(lái)獲得Ti（同時(shí)產(chǎn)生O₂）：將處理過(guò)的TiO₂作陰極，石墨為陽(yáng)極，熔融CaCl₂為電解液，用碳?jí)K作電解槽池。
（3）陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________________________。
（4）電解過(guò)程中需定期向電解槽池中加入碳?jí)K的原因是______________________。
“方法二”是先將TiO₂與Cl₂、C反應(yīng)得到TiCl₄，再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生：
TiO₂ (s)＋2Cl₂ (g)TiCl₄(l)＋O₂ (g)  ΔH=＋151 kJ·mol^－1
所以不能直接由TiO₂ 和Cl₂反應(yīng)（即氯化反應(yīng)）來(lái)制取TiCl₄。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后，碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合，使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行。
（5）已知：C(s)＋O₂ (g) = CO₂ (g)  ΔH=－394 kJ·mol^－1。請(qǐng)?zhí)羁眨?br /> TiO₂ (s)＋C (s)＋2Cl₂ (g) = TiCl₄ (l)＋CO₂ (g)  ΔH= ______________
（6）從化學(xué)平衡的角度解釋：往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí)，氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因。
答：____________________________________________。

Answer 1

（1）不需要（2分）
（2）Al₂O₃＋2NaOH＝2NaAlO₂＋H₂O （2分）   SiO₂＋2NaOH＝Na₂SiO₃＋H₂O （2分）
（3）TiO₂＋4e^－=Ti＋2O^2－（或Ti^4＋＋4e^－＝Ti）（3分）
（4）碳單質(zhì)會(huì)與陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少（2分）
（5）－243 kJ·mol^－1（2分）
（6）碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動(dòng)，導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行（2分）

略