钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
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TiCl4
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Mg
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MgCl2
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Ti
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熔点/℃
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-25.0
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648.8
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714
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1667
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沸点/℃
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136.4
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1090
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1412
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3287
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(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。