Question

钛铁矿（主要成分是FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛的工业生产流程如图所示．

（1）上述生产流程中加入铁屑的目的是______．
（2）副产品是______．
（3）写出由TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的离子方程式______．该步骤中，加热的目的是______．
（4）由TiO₂转化为TiCl₄的方程式是：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）TiCl₄（g）+2CO （g），该反应的平衡常数表达式K=______．
TiCl₄的百分含量随温度的变化如图所示，升高温度时，K值______（填“增大”、“减小”或“不变”）

（5）己知：①Mg （s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）；△H=-642kJ•mol^-1
②Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（g）；△H=-815kJ•mol^-1
写出由TiCl₄和镁制取金属钛的热化学方程式______．

Answer

（1）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+；
（2）过滤后滤液中含有FeSO4；
（3）TiO2+的水解为吸热过程；
（4）根据平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积计算；
（5）利用盖斯定律计算．
【解析】
（1）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+；
（2）过滤后滤液中含有FeSO4，结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体，故答案为：FeSO4•7H2O；
（3）TiO2+的水解为吸热过程，加热促进水解的进行，水解方程式为TiO2++H2OH2TiO3+2H+，
故答案为：TiO2++H2OH2TiO3+2H+；促进TiO2+的水解；
（4）平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，由方程式可得k=，由图象可知，升高温度TiCl4的百分含量减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大，
故答案为：k=；增大；
（5）己知：①Mg （s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-642kJ•mol-1，
②Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）△H=-815kJ•mol-1，
利用盖斯定律将2×①-②可得：TiCl4（g）+Mg （s）=Ti（s）+MgCl2（s）；△H=-469kJ•mol-1，
故答案为：TiCl4（g）+Mg （s）=Ti（s）+MgCl2（s）△H=-469kJ•mol-1．