Question

【題目】冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產業鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環境污染。請回答下列問題：

（1）Ti的原子序數為22，Ti位于元素周期表中第_______周期。

（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經氯化得到四氯化鈦的化學方程式_______________。

（3）制備TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O，再經焙燒制得。水解時需加入大量的水并加熱，請結合化學方程式和必要的文字說明原因：_________________________________________。

（4）由TiCl4→Ti 需要在Ar氣中進行的理由是_________________________________。反應后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據下表信息，需加熱的溫度略高于___________℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔點/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸點/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+ ，再以KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析時，稱取TiO2（摩爾質量為M g/mol）試樣w g，消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2標準溶液V mL，則TiO2質量分數為___________________。（用代數式表示）

（6）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。若不考慮生產過程中物質的任何損失，上述產業鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補充H2 ____mol。

Answer 1

【答案】 四 2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O+4HCl，加入大量水并加熱，氯化氫揮發，使平衡正向移動，促進水解趨于完全（或促使水解正向進行） 防止鈦、鎂被氧化（或防止鈦鎂與空氣、水反應） 1412 （或%） 5

【解析】本題主要考查物質制備的探究實驗。

（1）Ti的原子序數為22，Ti位于元素周期表中第四周期。

（2）鈦鐵礦在高溫下與焦炭經氯化得到四氯化鈦，同時得到FeCl3和CO，化學方程式：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO。

（3）水解時需加入大量的水并加熱，原因：TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O+4HCl，加入大量水并加熱，氯化氫揮發，使平衡正向移動，促進水解趨于完全（或促使水解正向進行。

（4）由TiCl4→Ti需要在Ar氣中進行的理由是防止鈦、鎂被氧化（或防止鈦鎂與空氣、水反應）。反應后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據下表信息，需加熱的溫度略高于1412℃即可，此時蒸餾出Mg和MgCl。，留下Ti。

（5）TiO2～NH4Fe(SO4)2～e-，則TiO2質量分數為（或%）。

（6）14NaCl+14H2O14NaOH+7H2↑+7Cl2↑，2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，6CO(g)＋12H2(g) 6CH3OH(g)，可見若不考慮生產過程中物質的任何損失，上述產業鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補充H25mol。