Question

（15分）钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）铁在元素周期表中的位置为                       。

（2）写出TiO²⁺水解的离子方程式：                                         。

加入过量铁粉的作用是：①                   ；②                       。

（3）操作I的实验步骤为：___________________，过滤。

（4）副产品主要成分的化学式为                  。

（5）写出TiO₂转化成TiCl₄的化学方程式                                   。

Answer

（1）第四周期第 VIII 族 （2分）

（2）TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ （2分）

①防止Fe2+氧化为Fe3+（2分）②消耗多余硫酸（2分）

（3）蒸发浓缩、冷却结晶（2分）

（4）FeSO4（2分）

（5）2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO（3分）

【解析】

试题分析：（1）铁的原子序数是26，位于元素周期表的第四周期第VIII族。

（2）TiO2+水解结合水电离出的OH-，生成H2TiO3，则TiO2+水解的离子方程式为TiO2+＋2H2OH2TiO3＋2H+。由于亚铁离子易被氧化，且反应中硫酸过量，所以加入过量铁粉的作用是防止Fe2+氧化为Fe3同时消耗多余硫酸。

（3）从溶液中得到晶体的一般操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，则操作I的实验步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。

（4）溶液中含有亚铁离子，则根据原子守恒可知副产品主要成分的化学式为FeSO4。

（5）根据转化关系图可判断，在高温下TiO2与氯气、碳反应转化为TiCl4，则该反应的化学方程式为2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用