Question

（12分）钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：

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

（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式              。

（3）制备TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：

（4）由TiCl₄→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于          ℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数为___________________。（用代数式表示）

（6）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H₂   mol。

Answer

（共12分，每小问2分）

（1）四;ⅣB（各1分）

（2）2FeTiO3＋6C＋7Cl2高温 2FeCl3＋2TiCl4＋6CO

（3）TiCl4+(2+x) H2OTiO2·xH2O+4HCl，加入大量水并加热，促进水解趋于完全（或促使水解正向进行

（4）防止钛、镁被氧化（或防止钛镁与空气、水反应），1412

（5）（或）

（6）5

【解析】

试题分析：（1）Ti的原子序数为22，比K大3，跟K同周期且在K的右3个。（2）从图示可知氯化时的反应物、生成物，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；（5）根据得失电子守恒：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，其质量分数为（或）。

考点：物质的相互转化和制备化学计算书写化学方程式