四氧化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料

更新 2022-09-03
科目化学
题型填空题
难度中等
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四氧化钛（ $T i C l_{4}$ ）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成为是 $F e T i O_{3}$ ）制备 $T i C l_{4}$ 等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：

$2 F e^{3 ＋} ＋ F e = 3 F e^{2 ＋}$

$2 T i O^{2 ＋}$ (无色)＋ $F e ＋ 4 H^{＋}$ = $2 T i^{3 ＋}$ (紫色)＋ $F e^{2 ＋} ＋ 2 H_{2} O$

$T i^{3 ＋}$ (紫色)＋ $F e^{3 ＋} ＋ H_{2} O = T i O^{2 ＋}$ (无色)＋ $F e^{2 ＋} ＋ 2 H^{＋}$

加入铁屑的作用是。

(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 $T i O_{2} \cdot n H_{2} O$ 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在范围。

(3)若把③中制得的固体 $T i O_{2} \cdot n H_{2} O$ 用酸清洗除去其中的Fe(OH)₃杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时， $K_{s p} [F e (O H)_{3}] ＝ 2.79 \times 10^{－ 39}$ ，该温度下反应 $F e (O H)_{3} ＋ 3 H^{＋} = F e^{3 ＋} ＋ 3 H_{2} O$ 的平衡常数K＝。

(4)已知： $T i O_{2} (s) ＋ 2 C l_{2} (g) = T i C l_{4} (l) ＋ O_{2} (g) Δ H ＝＋ 140 k J \cdot m o l^{－ 1}$

$2 C (s) ＋ O_{2} (g) = 2 C O (g) Δ H ＝－ 221 k J \cdot m o l^{－ 1}$

写出④中 $T i O_{2}$ 和焦炭、氯气反应生成液态 $T i C l_{4}$ 和 $C O$ 气体的热化学方程式：。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是(只要求写出一项)。

(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用方法。

	$T i C l_{4}$	$S i C l_{4}$
熔点/℃	－25.0	－68.8
沸点/℃	136.4	57.6

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四氧化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料

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