Question

鈦(Ti)被稱(chēng)為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO₂)是目前最好的白色顏料。制備TiO₂和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界首位。含有Fe₂O₃的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO₃)制取TiO₂的流程如下：

(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)步驟①加Fe的目的是___________________________；

步驟②冷卻的目的________________________________。

(3)上述制備TiO₂的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是_________，考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)加入_________處理。

(4)由金紅石(TiO₂)制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟為：

TiO₂TiCl₄Ti

已知：①C(s)+O₂(g)====CO₂(g)；ΔH=-393.5 kJ·mol^-1

②2CO(g)+O₂(g)====2CO₂(g)；ΔH=-566 kJ·mol^-1

③TiO₂(s)+2Cl₂(g)====TiCl₄(s)+O₂(g)；ΔH=+141 kJ·mol^-1

則TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)====TiCl₄(s)+2CO(g)的ΔH=__________。

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

Answer 1

解析：本題要求我們通過(guò)對(duì)題供圖表的觀察理解，結(jié)合題設(shè)問(wèn)題提取所需信息并能選擇和調(diào)用自己貯存的知識(shí)，將它們加以遷移轉(zhuǎn)換重組得到問(wèn)題的答案。重點(diǎn)考查學(xué)生的觀察能力和思維能力。(3)問(wèn)中廢液應(yīng)是圖示水浸過(guò)程生成H₂TiO₃同時(shí)生成的H₂SO₄溶液(TiOSO₄+2H₂O====H₂TiO₃+H₂SO₄)，應(yīng)加入堿性物質(zhì)處理。(4)小題考查反應(yīng)熱的計(jì)算。依蓋斯定律，根據(jù)已知①,②可推算出2C(s)+O₂(g)====2CO(g)的ΔH=2×(-393.5)+566=-221 kJ·mol^-1,由此結(jié)合③可推算出題問(wèn)ΔH=-221+141=-80 kJ·mol^-1。

答案：(1)4  ⅣB

(2)將Fe³⁺還原成Fe²⁺  析出(或分離、或得到)FeSO₄·7H₂O

(3)FeSO₄·7H₂O  石灰(或碳酸鈣、廢堿)

(4)-80 kJ·mol^-1  防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O₂(或CO₂、N₂)作用