Question

鈦鐵礦（主要成分是FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦的工業生產流程如圖所示．

（1）上述生產流程中加入鐵屑的目的是

將Fe³⁺還原為Fe²⁺

．
（2）副產品是

FeSO₄?7H₂O

．
（3）寫出由TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的離子方程式

TiO²⁺+H₂OH₂TiO₃+2H⁺

．該步驟中，加熱的目的是

促進TiO²⁺的水解

．
（4）由TiO₂轉化為TiCl₄的方程式是：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）

高溫  .

TiCl₄（g）+2CO （g），該反應的平衡常數表達式K=

c(TiCl4)×c2(CO)

c2(Cl2)

．
TiCl₄的百分含量隨溫度的變化如圖所示，升高溫度時，K值

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）

（5）己知：①Mg （s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）；△H=-642kJ?mol^-1
②Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（g）；△H=-815kJ?mol^-1
寫出由TiCl₄和鎂制取金屬鈦的熱化學方程式

TiCl₄（g）+2Mg（s）=Ti（s）+2MgCl₂（s）△H=-469kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）濃硫酸具有強氧化性，與Fe²⁺反應生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺；
（2）過濾后濾液中含有FeSO₄；
（3）TiO²⁺的水解為吸熱過程；
（4）根據平衡常數等于生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積計算；
（5）利用蓋斯定律計算．

解答：解：（1）濃硫酸具有強氧化性，與Fe²⁺反應生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺，故答案為：將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（2）過濾后濾液中含有FeSO₄，結晶后可得到FeSO₄?7H₂O晶體，故答案為：FeSO₄?7H₂O；
（3）TiO²⁺的水解為吸熱過程，加熱促進水解的進行，水解方程式為TiO²⁺+H₂OH₂TiO₃+2H⁺，
故答案為：TiO²⁺+H₂OH₂TiO₃+2H⁺；促進TiO²⁺的水解；
（4）平衡常數等于生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積，由方程式可得k=

c(TiCl4)×c2(CO)

c2(Cl2)

，由圖象可知，升高溫度TiCl₄的百分含量減小，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，則平衡常數增大，
故答案為：k=

c(TiCl4)×c2(CO)

c2(Cl2)

；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，
利用蓋斯定律將2×①-②可得：TiCl₄（g）+Mg （s）=Ti（s）+MgCl₂（s）；△H=-469kJ?mol^-1，
故答案為：TiCl₄（g）+Mg （s）=Ti（s）+MgCl₂（s）△H=-469kJ?mol^-1．

點評：本題考查工藝流程，題目難度中等，本題注意分析流程各反應物的轉化，題中考查點較多，學習中注重相關知識、方法的積累．