Question

鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環(huán)境污染。

請回答下列問題：

（1）Ti的原子序數(shù)為22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。

（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)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(jīng)焙燒制得。水解時(shí)需加入大量的水并加熱，請結(jié)合化學(xué)方程式和必要的文字說明原因：

                                                                     

（4）由TiCl₄→Ti 需要在Ar氣中進(jìn)行的理由是________________________________。反應(yīng)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(jù)下表信息，需加熱的溫度略高于           ℃即可。

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

 

（5）用氧化還原滴定法測定TiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析時(shí)，稱取TiO₂（摩爾質(zhì)量為M g/mol）試樣w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________。（用代數(shù)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(chǎn)過 程中物質(zhì)的任何損失，上述產(chǎn)業(yè)鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補(bǔ)充H₂    mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）四;ⅣB（各1分）   （2）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高溫 2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO   （3）TiCl₄+(2+x) H₂O TiO₂·xH₂O+4HCl，加入大量水并加熱，促進(jìn)水解趨于完全（或促使水解正向進(jìn)行（4）防止鈦、鎂被氧化（或防止鈦鎂與空氣、水反應(yīng)）   （5） （6）5

【解析】

試題分析：（1）Ti位于元素周期表中第四周期，第ⅣB族。（2）根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物，不難寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高溫 2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO。（3）制備TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂•x H₂O，再經(jīng)焙燒制得。TiCl₄+(2+x) H₂O TiO₂·xH₂O+4HCl，加入大量水并加熱，促進(jìn)水解趨于完全；（4）Mg是活潑金屬，能與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，因此可得出Ar氣作用為保護(hù)氣，防止Mg和空氣中物質(zhì)反應(yīng)；（5）根據(jù)得失電子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為：。（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(chǎn)過 程中物質(zhì)的任何損失，上述產(chǎn)業(yè)鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補(bǔ)充H₂  5mol。

考點(diǎn)：本題以工業(yè)生產(chǎn)流程為背景材料的信息題，考查了化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，題型比較

新穎，屬中等難度．流程類試題往往通過對某種重要化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程簡圖分析，考查應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)平衡原理、水解理論、物質(zhì)制備和分離的知識(shí)、綠色化學(xué)以及以經(jīng)濟(jì)的視角分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問題的能力。分析流程題需要掌握的技巧是：瀏覽全題，確定該流程的目的，看懂生產(chǎn)流程圖；了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用。