Question

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）TiO2++2H2OH2TiO3+2H+；①防止Fe2+氧化为Fe3+；②消耗多余硫酸；

（3）蒸发浓缩、冷却结晶；

（4）FeSO4；

（5）2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO

【解析】

试题分析：（1）铁是26号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族；

（2）依据水解的定义，TiO2+水解结合水电离出的OH-，生成的产物形式结合题目可知为H2TiO3；浓硫酸溶解钛铁矿生成的Fe2+易被氧化，同时TiO2+水解显酸性可知，过量硫酸需除去有利于水解；

（3）由流程图可知，操作Ⅰ的目的是为了分离出硫酸亚铁晶体，得到纯净的TiO2+溶液，从溶液中分离硫酸亚铁需要的实验步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（4）结合（3）的分析，并依据原子守恒可知副产物为硫酸亚铁；

（5）由流程图可知，TiO2与焦炭、氯气反应可生成TiCl4，Ti的化合价没有变，Cl的化合价从0价变为－1价，降低，故C的化合价升高，由于C过量，所以C从0价升高到+2价，转化为CO，根据化合价升降法，质量守恒可写出化学方程式为2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO。

考点：考查了制备金属钛的工艺流程的相关知识。