(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冷卻的目的是:__________________________________________________。
(3)上述制備TiO2的過程中,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:
TiO2TiCl4
Ti
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環(huán)境中進行的理由是______________________。
解析:認(rèn)真審題,發(fā)現(xiàn)第(1)(4)兩問分別涉及Ti在周期表中的位置和熱化學(xué)方程式的加合性,游離于“流程圖”之外,而(2)(3)兩問與“流程圖”密切相關(guān)。
由FeTiO3制取TiO2,要實現(xiàn)鐵元素和鈦元素的分離:經(jīng)過H2SO4處理后,F(xiàn)e3+、Fe2+用鐵還原為Fe2+之后在低溫下析出FeSO4·7H2O晶體;TiO2+水解得到H2TiO3后煅燒而得到TiO2。涉及的化學(xué)方程式有:
Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O、FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O、Fe+Fe2(SO4)3====3FeSO4、TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4、
H2TiO3TiO2+H2O。
那么步驟①中加Fe是為了還原Fe3+,②中冷卻是為了讓FeSO4·7H2O析出。可利用的副產(chǎn)物是綠礬,而廢液主要是廢酸,宜加入石灰或廢堿(成本低)來處理。
答案:(1)4 ⅣB
(2)將Fe3+還原為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[由①×2-②+③而得。]
防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用
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