Question

工業(yè)上生產(chǎn)金屬鈦的方法很多。以鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦，生產(chǎn)的工藝流程圖如下，其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

FeTiO₃＋2H₂SO₄＝TiOSO₄＋FeSO₄＋2H₂O

 

回答下列問題：

（1）鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)屬于______________________  （選填“氧化還原反應(yīng)”或“非

氧化還原反應(yīng)”）。

（2）上述生產(chǎn)流程中加入物質(zhì)A的目的是防止Fe^2＋被氧化，物質(zhì)A是________，上述制備TiO₂的過程中，所得到的副產(chǎn)物和可回收利用的物質(zhì)分別是__________、___________。

（3）反應(yīng)TiCl₄＋2Mg＝2MgCl₂＋Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_____________________。

（4）由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應(yīng)有：

TiO₂ (s)+ 2Cl₂ (g) +2C(s) ＝TiCl₄(g) + 2CO(g)   

ΔH₁ = －72 kJ•mol^-1  

TiO₂(s) + 2Cl₂ (g) ＝TiCl₄(g) + O₂ (g)   

ΔH₂ =+38.8kJ•mol^－1

C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)   ΔH₃ =+282.8kJ•mol^－1

①反應(yīng)C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)在高溫下能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是______________________。

②反應(yīng)C(s)＋O₂(g)＝CO₂ (g)的ΔH＝_______________。

（5）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF₂-CaO作電解質(zhì)，利用下圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。

①寫出陽(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_______________________。

②在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是（請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋）                                    

                                                    _________。

Answer 1

（1）非氧化還原反應(yīng) （1分） （2）Fe    綠礬 、 硫酸  （各1分）

（3）防止高溫下Mg（Ti）與空氣中的氧氣（或CO₂、N₂）作用）（2分） 

（4）① 該反應(yīng)的△S＞0（熵增）（2分）       ②－393.6 kJ／mol  （2分）

（5）① 2O^2- - 4e^- == O₂↑（同時(shí)寫出C + O₂ == CO₂不扣分）

通電