Question

二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。

Ⅰ．二氧化钛可由以下两种方法制备：

方法1：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是_________________________________。

（2）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有__________________。

（3）加Fe的作用是_________________________________。

方法2：TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，过滤、水洗除去其中的Cl^－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂ ，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。

（4）① TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_______________________________；

② 检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是______________________________。

Ⅱ．二氧化钛可用于制取钛单质

（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的方程式是         ，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因：_____________。

Answer

28.（14分，每空2分）

（1）Fe2O3+6H+=2 Fe3++3H2O

（2）Fe3+ 、Fe2+

（3）将Fe3+ 转化为Fe2+

（4）①TiCl4 + (x+2)H2O（过量）  TiO2·xH2O↓ + 4HCl （写=不扣分）

   ②取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl－已除净。

（5）TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti 

防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用

【解析】

试题分析：（1）固体要写成化学式，所能离子方程式为Fe2O3+6H+=2 Fe3++3H2O。

（2）由于FeTiO3，其中铁元素化合价为+2价，所以除了有Fe3+ 外还有Fe2+ 。

（3）铁粉将Fe3+ 转化为Fe2+ 。

（4）①TiCl4水解由信息可知主要是+2价钛离子发生了水解同时要生成TiO2·xH2O ，故反应方程式为TiCl4 + (x+2)H2O（过量）  TiO2·xH2O↓ + 4HCl 。

   ②相当于是氯离子的检验，取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl－已除净。

（5）根据流程图关系可知发生的是置换反应，TiCl4 +2Mg =2MgCl2 + Ti 

因为镁的性质比较活泼，能与Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用，况且反应是在高温下。

考点：考查离子反应方程式的书写，盐水解原理的运用，离子的检验和镁的相关性质。