Question

（13分）以鈦鐵礦(主要成分FeTiO₃，鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦，生產的工藝流程圖如下，其中鈦鐵礦與濃硫酸發生反應的化學方程式為：

FeTiO₃＋2H₂SO₄===TiOSO₄＋FeSO₄＋2H₂O

回答下列問題：

(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應屬于________(選填“氧化還原反應”或“非氧化還原反應”)。

(2)上述生產流程中加入物質A的目的是防止Fe^2＋被氧化，物質A是________，上述制備TiO₂的過程中，所得到的副產物和可回收利用的物質分別是

_________________________，                     

(3)反應TiCl₄＋2Mg2MgCl₂＋Ti在Ar氣氛中進行的理由是__________________

________________________________________________________________________。

 (4)由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應有：

TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＋2C(s)===TiCl₄(g)＋2CO(g)　ΔH₁＝－72 kJ·mol^－1

TiO₂(s)＋2Cl₂(g)===TiCl₄(g)＋O₂(g)　ΔH₂＝38.8 kJ·mol^－1

C(s)＋CO₂(g)===2CO(g)　ΔH₃＝282.8 kJ·mol^－1

反應C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)的ΔH＝________。

 

Answer 1

【答案】

(1)非氧化還原反應

(2)Fe　綠礬、硫酸

(3)防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的氧氣(或CO₂、N₂)作用

(4)－393.6 kJ·mol^－1

【解析】（1）根據方程式可看出，反應前后元素的化合價均沒有方式變化，所以是非氧化還原反應。

（2）為反止Fe^2＋被氧化，且又不能引入雜質，A只能是鐵。根據轉化關系圖可得硫酸和綠礬，硫酸可以回收利用，綠礬屬于副產物。

（3）鎂屬于活潑金屬，在加熱時易被空氣氧化。

（4）考查蓋斯定律的應用。前2個反應相減得到2C(s)＋O₂(g)===2CO (g)    ΔH＝－110.8 kJ·mol^－1。根據C(s)＋CO₂(g)===2CO(g)　ΔH₃＝＋282.8 kJ·mol^－1即可得到C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)的ΔH＝－393.6 kJ·mol^－1