Question

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

（1）四；IVB（2分）

（2）2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO（2分）

（3）TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O+4HCl，加入大量水并加热，氯化氢挥发，使平衡正向移动，促进水解趋于完全（或促使水解正向进行）   （2分）

（4）防止钛、镁被氧化（或防止钛镁与空气、水反应）（2分），1412（2分）

（5）（或%）（2分）  

（6）5（2分）

【解析】

考点分析：本题需认真解读题给的信息，根据流程图可知（2）中的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+

2TiCl4+6CO，同样（3）也需要根据提示利用化学平衡的移动原理解题；（4）中结合各种物质的熔沸点确定温度略高于14120C可将Ti分离，而（5）中则利用氧化还原反应利用Ti3+――Ti4+

Fe3+――Fe2+，消耗的NH4Fe(SO4)2的物质的量为c V/1000,所以Ti的物质的量也为c V/1000,TiO2的质量为c VM/1000,其质量分数为c VM/1000w,(6) 结合方程式2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO，生成6molCO同时食盐水电解生成7molCl2，而产生的H2也为7mol，由方程式

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，可知还需要5molH2。

考点：工艺流程题、滴定法确定质量分数。