四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料，

问题问答题

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）制备TiCl₄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．

2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺

2TiO²⁺（无色）+Fe+4H⁺═2Ti³⁺（紫色）+Fe²⁺+2H₂O

Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O═TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺

加入铁屑的作用是______．

（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO₂•nH₂O溶胶，该分散质颗粒直径大小在______范围．

（3）若把③中制得的固体TiO₂•nH₂O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_sp[Fe（OH）₃]=2.79×10^-39，该温度下反应Fe（OH）₃+3H^+⇌Fe³⁺+H₂O的平衡常数K=______．

（4）已知：TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ•mol^-1；2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1

写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO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）依据如表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用______方法．

答案

（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-)

=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）；