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钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。

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请回答下列问题:

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

(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式              

(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:                                                

(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于           ℃即可。

 

TiCl4

Mg

MgCl2

Ti

熔点/℃

-25.0

648.8

714

1667

沸点/℃

136.4

1090

1412

3287

(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+

再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)

(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2     mol。

 

答案:
(1)四;IVB(2分) (2)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO(2分) (3)TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O+4HCl,加入大量水并加热,氯化氢挥发,使平衡正向移动,促进水解趋于完全(或促使水解正向进行)   (2分) (4)防止钛、镁被氧化(或防止钛镁与空气、水反应)(2分),1412(2分) (5)(或%)(2分)   (6)5(2分) 【解析】 考点分析:本题需认真解读题给的信息,根据流程图可知(2)中的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO,同样(3)也需要根据提示利用化学平衡的移动原理解题;(4)中结合各种物质的熔沸点确定温度略高于14120C可将Ti分离,而(5)中则利用氧化还原反应利用Ti3+――Ti4+ Fe3+――Fe2+,消耗的NH4Fe(SO4)2的物质的量为c V/1000,所以Ti的物质的量也为c V/1000,TiO2的质量为c VM/1000,其质量分数为c VM/1000w,(6) 结合方程式2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+ 2TiCl4+6CO,生成6molCO同时食盐水电解生成7molCl2,而产生的H2也为7mol,由方程式 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),可知还需要5molH2。 考点:工艺流程题、滴定法确定质量分数。
推荐试题

某兴趣小组设计如下图实验装置进行实验。

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Ⅰ、探究大气污染物SO2的性质

(1)为了实现绿色环保的目标,能否用上图A2代替A1装置         (填“能”或“否”)。

(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂为         ,C中反应的离子方程式为               ,D中反应的化学方程式为            

Ⅱ、探究铜片与浓H2SO4反应的产物

实验结束,发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知:此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体,按如下实验方案探究其成分:

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(3)步骤Ⅱ 中检验滤渣洗涤干净的实验方法是_____________________________。

(4)黑色固体的成分是________________。

Ⅲ、尾气处理

用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH、SO32、SO42、HSO3等阴离子。

(5)氨水吸收过量SO2的反应的离子方程式为                             

(6)已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。

现有仪器和试剂为:小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2 mol/L盐酸、

2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO32、HSO3,完成下表的实验操作、预期现象和结论:

实验操作

预期现象与结论

步骤1:取适量“吸收液”于小烧杯中,用胶头滴管取l mol/L BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量。

若出现白色浑浊,则“吸收液”

中存在SO32或 SO42

步骤2:将小烧杯中的浊液过滤、洗涤,再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中;向冲下的固体                          

                          

则“吸收液”中存在 SO32

步骤3:                                               

                                          

                          

则“吸收液”中存在 HSO3