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1、高三化学培优强化训练9 钛(Ti) 2016/8/24 1某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇制备联合生产，大大提高原料利用率，并减少环境污染。流程如下：回答下列问题：(1)写出以石墨为电极电解饱和食盐水的离子方程式。(2)钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学方程式是，生成 1mol 四氯化钛时转移电子的物质的量为 mol。(3)利用四氯化钛制备TiO2.xH2O 时，需加入大量的水并加热的目的是(4)钛广泛用于航天领域。氩气在冶炼钛的流程中的作用是。(5)利用 CO 和 H2制备甲醇：已知 H2(g)、CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃烧热 H 分别为 -285.8kJ/mol 、-283
2、.0kJ/mol 和-726.5kJ/mol 。写出 CO 和 H2制备甲醇的热化学方程式。假设联合生产中各原料利用率为100%，若得到 6mol 甲醇，则需补充标准状况下的H2 L。2钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO TiO2)，含有少量MgO 、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂 Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：已知： FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO34H+4ClFe2+TiOCl422H2O (1)化合物 FeTiO3中铁元素的化合价是。(2)滤渣 A 的成分是。(3)滤液 B 中 TiOC
3、l42转化生成 TiO2的离子方程式是。(4)反应中固体TiO2转化成 (NH4)2Ti5O15溶液时， Ti 元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti 元素浸出率下降的原因是。(5)反应的化学方程式是。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - (6)由滤液 D 制备 LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与 H 2C2O4的质量比是。(7)若采用钛酸锂 (Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO
4、4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4 ，写出该电池充电时阳极反应式是。3(2013 山东高考 )TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g)，在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图及有关性质如下：物质熔点 /沸点/其他CCl423 76 与 TiCl4互溶TiCl425 136 遇潮湿空气产生白雾仪器 A 的名称是，装置 E 中的试剂是。反应开始前必须进行的操作是_，反应结束后的操作包括：停止通氮气；熄灭酒精灯；冷却至室
5、温。正确的顺序为 (填序号 )。欲分离 D 中的液态混合物，所采用操作的名称是。(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含 Fe2O3、SiO2等杂质 )制备 TiO2的有关反应包括：酸溶： FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l) 水解： TiOSO4(aq)+ 2H2O(l) H2TiO3(s)+H2SO4(aq)简要工艺流程如下：试剂 A 为。钛液需冷却至70左右， 若温度过高会导致产品收率降低，原因是。取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN 溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的
6、杂质离子是。这种 H2TiO3即使用水充分洗涤， 煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是 (填化学式 )。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4金属钛素有“ 太空金属 ” 、“ 未来金属 ” 、“ 海洋金属 ” 等美誉，已知钛的化合价主要有4 价和 3价，其中 3 价钛极易被氧化；有关氢氧化物开始沉淀的pH 如下：氢氧化物Ti(OH)4Ti(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀时的pH 0.5 3.0 1
7、.5 7.6 某地钛铁矿的主要成分为FeTiO3，含有少量SiO2杂质；提纯TiO2并得到副产品FeSO4 7H2O(绿矾 )的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和 Fe2+，写出反应的化学方程式：_ 。(2)黑钛液中加入铁粉的主要目的是_ 。(3)步骤的离子方程式是_ 。(4)钛的冶炼新法是电解法。如图是OS 法电解炼钛的示意图，以CaCl2/CaO 共熔体作为介质，电解时，在阴极生成的Ca 进一步还原 TiO2得钛。写出阴极生成钛的有关电极反应式：_ 。写出阴极生成钛的有关化学方程式：_ 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
8、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5(2011 福建高考 )四氯化钛 (TiCl4)是制取航天航空工业材料 钛合金的重要原料，由钛铁矿 (主要成分是 FeTiO3)制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。2Fe3Fe = 3Fe22TiO2(无色 )Fe4H=2Ti3(紫色 )Fe22H2O Ti3(紫色 )Fe3H2O =TiO2(无色 ) Fe22H加入铁屑的作用是_ 。(
9、2)在 工艺中需要控制条件以形成TiO2 n H2O 溶胶，该分散质颗粒直径大小在_范围。(3)若把中制得的固体TiO2 n H2O 用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25时， KspFe(OH)32.79 10-39，则该温度下反应Fe (OH)33HFe3H2O 的平衡常数 K=_ 。(4)已知： TiO2 (s)2 Cl2 (g)=TiCl4(l) O2(g)； H=+140KJ mol-1C(s)O2(g)=2CO(g) ； H= -221KJ mol-1写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和 CO 气体的热化学方程式：_ 。(5)上述工艺具有成本
10、低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是 _( 只要求写出一项)。(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的 TiCl4 ，可采用 _方法。TiCl4SiCl4熔点 /25.0 68.8 沸点 /136.4 57.6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2 ；(2)2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO
11、；(3)促进 TiCl4的水解；(4)保护气，防止Mg、Ti 被氧化；(5)CO(g) +2H2(g)CH3OH(l) ， H=128.1kJ/mol ； 112 2(1)+2 (2)SiO2(3)TiOCl42H2O TiO2 2H+4Cl(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水 )受热易分解(5)(NH4)2Ti5O152LiOH Li2Ti5O15 2NH3 H2O(或 2NH32H2O) (6)20/9 (7)LiFePO4 eFePO4Li+3(1)干燥管；浓硫酸；检查气密性；，蒸馏(2)铁粉，由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进
12、入 FeSO4 7H2O 中导致 TiO2产率降低。 Fe2+，Fe2O34(1)FeTiO32H2SO4=FeSO4TiOSO42H2O (2)防止 Fe2被氧化(3)TiO23H2OTi(OH)42H(4)Ca22e=Ca、2CaTiO2=Ti 2CaO 5(1)使 Fe3还原为 Fe2；生成 Ti3保护 Fe2不被氧化。(2)109107m(或其它合理答案)；(3)2.79103(4)TiO2(s) 2C(s)Cl2 (g)TiCl4(l)2CO(g)H= 81KJ mol-1(5)产生三废(6)蒸馏 (或分馏或精馏 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -