Question

（2011•福建）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

Answer 1

解题思路：（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，说明浸出液中含有Ti³⁺，由方程式可知，Fe³⁺氧化为Ti³⁺；

（2）控制条件以形成TiO₂•n H₂O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10^-9～10^-7m（或1nm-100nm）；

（3）依据平衡常数的概念结合反应写出计算式计算平衡浓度得到；

（4）依据热化学方程式和盖斯定律计算分析得到；

（5）绿色化学应零污染、零排放，原子利用率100%．结合工艺流程三废回答；

（6）由表中数据可知，SiCl₄、TiCl₄为液体，二者沸点相差较大，通常采取蒸馏方法分离．

（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，说明浸出液中含有Ti³⁺，由方程式可知，Fe³⁺氧化为Ti³⁺，加入铁屑作还原剂，将Fe³⁺还原为Fe²⁺，防止Ti³⁺被Fe³⁺氧化成TiO²⁺，

故答案为：防止Ti³⁺被Fe³⁺氧化成TiO²⁺；

（2）控制条件以形成TiO₂•n H₂O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10^-9～10^-7m（或1nm-100nm），

故答案为：10^-9～10^-7m（或1nm-100nm）；

（3）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=2.79×10^-39，反应Fe （OH）₃+3H^+⇌Fe³⁺+H₂O的平衡常数K=

c(Fe3+)

c3(H+)=

c(Fe3+)

(

10−14

c(OH−))3=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）×10⁴²=2.79×10^-39×10⁴²=2.79×10³．

故答案为：2.79×10³；

（4）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140KJ•mol^-1

②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221KJ•mol^-1

依据盖斯定律①+②得到：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81KJ•mol^-1；

故答案为：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81KJ•mol^-1

（5）由工艺流程可知，生成中产生废气，废液，废渣等，不符合绿色化学理念，

故答案为：产生了废气，废液，废渣等；

（6）由表中数据可知，SiCl₄、TiCl₄为液体，二者沸点相差较大，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用蒸馏（或分馏）方法，

故答案为：蒸馏（或分馏）；

点评：

本题考点： 制备实验方案的设计；热化学方程式；化学平衡常数的含义；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；物质的分离、提纯和除杂．

考点点评： 本题考查学生阅读题目获取信息能力、氧化还原反应、绿色化学、胶体、物质分离提纯，平衡常数计算，溶度积常数的计算应用，盖斯定律的计算应用等，难度不大，注意基础知识的掌握利用．