二氧化钛(TiO2)性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力．和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。一、实验室利用反应，在无水无氧条件下，制

admin2017-12-12 16

问题二氧化钛(TiO₂)性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力．和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
一、实验室利用反应

，在无水无氧条件下，制取TiCl₄实验装置示意图如下：

有关性质如下表

①通入N₂的目的是________。
②仪器A的名称是_______，装置E中的试剂是_______，作用是_______。
③反应开始前依次进行如下操作：a．加装药品．b．通N₂；c．组装仪器；d．检查气密性；一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通氮气；②熄灭酒精灯；③冷却至室温。开始前正确的顺序为_________(填序号)。实验结束后为防止倒吸，应该是_______。
④分离D中液态混合物的操作是________。
二、钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO₂)是目前最好的白色颜料。制备TiO₂和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe₂O₃的钛铁矿(主要成分为FeTiO₂)制取Ti的流程如下：

已知：
酸溶：FeTiO₃(s)+2H₂SO₄(aq)=FeSO₄(aq)+TiOSO₄(aq)+2H₂O(l)
水解：

①钛液I需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品产率降低，原因是_______。
②制备H₂TiO₃的时候加热的原因是________。
③TiCl₄制Ti属于________反应。
④TiO₂+2Cl₂=TiCl₄+O₂，此反应正常情况下难以发生，但加入碳后就可反应，原因是______。

选项

答案一、①N₂用来排出装置中的空气 ②干燥管；浓硫酸：隔绝空气 ③dcab；熄灭酒精灯，再冷却到室温，最后停止通N₂ ④根据沸点不同，可采用分馏(或蒸馏)的方法分离。二、①由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃，而经过滤进入FeSO₄.7H₂O中,导致TiO₂产率降低。 ②TiOSO₄的水解为吸热反应，加热使反应可以顺利进行，且有助于H₂TiO₃的生成 ③置换 ④加入碳后可发生反应TiO₂+2C+2Cl₂[*]TiCl₄+2CO有助于TiCl₄生成。

解析该反应是在无水无氧条件下制备的；安装完装置，首先检查气密性，然后装入药品。根据反应条件，N₂必须进行干燥处理(干燥管)，然后通过N₂排除系统内的空气(O₂)，点燃酒精灯，使反应发生。E中可以用浓硫酸来隔离空气。为了防止倒吸，反应结束后，应先熄灭酒精灯，再冷却到室温，最后停止通N₂。在D中冷凝的液体有CCl₄和TiCl₄，根据沸点不同，可采用分馏的(或蒸馏)方法分离。
(2)①加入H₂SO₄，除发生FeTiO₃酸溶外，还发生反应Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，为了使Fe³⁺转化成Fe²⁺．所以应加入Fe粉(A)，钛液I中含有FeSO₄和TiOSO₄，考虑到温度越高，TiOSO₄的水解程度越大，若温度过高，则会有较多的TiOSO₄提前水解生成H₂TiO₃沉淀，在过滤时进入FeSO₄.7H₂O中，造成钛损失。
②TiOSO₄的水解为吸热反应，制备H₂TiO₃的时候加热，反应可以顺利进行，且有助于H₂TiO₃的生成。
③TiCl₄制Ti的化学方程式为TiCl₄(g)+Mg(g)

Ti(s)+MgCl₂(l)属于置换反应。
④加入碳后可发生反应TiO₂+2C+2Cl₂

TiCl₄+2CO有助于生成TiCl₄。

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