2024届高三化学高考备考一轮复习训练--钛及钛的化合物

这是一份2024届高三化学高考备考一轮复习训练--钛及钛的化合物，共22页。试卷主要包含了单选题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三化学高考备考一轮复习训练--钛及钛的化合物
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．钛酸钡是电子陶瓷基础母体原料，超细微粉体的制备方法如下。

已知：
下列说法不正确的是
A．向中先加入，可防止其水解生成
B．得到溶液1的反应：
C．加入过量氨水，有利于提高的产率
D．“煅烧”得到的气体A是和的混合物
2．“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是

A．基态钛原子核外有4个未成对电子
B．金属Mg与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应
C．步骤II加热可促进TiO2+的水解
D．步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO
3．化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是
A．在室外大雪的时候可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热
B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加
C．为半导体，可做新型太阳能电池主要材料
D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料
4．钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是

A．工业上，一般选择电解熔融制备金属
B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为
C．“真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去
D．“电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂
5．大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。与都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为，还有少量MgO、等杂质)来制备，工艺流程如下：

已知：“酸浸”后，钛主要以形式存在，。下列说法不正确的是。
A．在制备时需要加入水，同时加热，促使水解反应趋于完全
B．在制备的过程中会生成(Ti为价)，则中过氧键的数目为8
C．滤液②中的阳离子有、、
D．高温煅烧反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
6．金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能，化学性质稳定。钛的化合价主要有+4价和+3价，其中+3价钛极易被氧化。下列有关说法不正确的是
A．钛元素位于周期表第四周期 B．化学性质不稳定
C．(钛酸亚铁)中钛的化合价为+3价 D．钛及其合金可广泛应用于航空领域
7．某火电厂的粉煤灰的主要成分为、、、、、等。研究小组对其进行综合处理的流程：，。已知：“酸浸”后钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离和一种阳离子，该离子会水解，下列说法正确的是

A．滤渣1为
B．加入铁粉的主要目的是为了消耗过量硫酸
C．为使滤渣2沉淀完全，需“调”最小为4
D．溶液制备过程中需要通入的气流
8．化学推动着社会的进步和科技的创新，下列说法错误的是
A．晶体的X射线衍射实验无法获得键长和键角的数值
B．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛元素属于第ⅣB族元素
C．抗击新冠疫情时，84消毒液、二氧化氯泡腾片都可作为环境消毒剂
D．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
9．化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．明矾净水时有杀菌消毒的作用
B．硅胶可用作食品的干燥剂
C．钛合金可用于飞机、人造卫星和宇宙飞船等领域
D．漂白粉和洁厕灵不能混合使用
10．二氧化钛()是一种重要的工业原料，某学习小组由酸性含钛废液(含、、、)制备的主要流程如下，已知不溶于水和硫酸。下列说法正确的

A．加入铁粉时可以加热，温度越高越好 B．结晶时可在坩埚中蒸干溶剂获得绿矾
C．“洗涤”时先将沉淀转移至烧杯中再加入洗涤剂 D．该方法中可以循环使用
11．二氧化钛()是一种重要的工业原料，某学习小组由酸性含钛废液(含、、、)制备的主要流程如下，已知不溶于水和硫酸。下列说法正确的是

A．加入铁粉时可以加热，温度越高越好
B．“结晶”的操作是：蒸发结晶，趁热过滤
C．“洗涤”时先将沉淀转移至烧杯中再加入洗涤剂
D．该方法中可以循环使用
12．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是
选项
冶炼原理
方法
A

热分解法
B

电解法
C

热还原法
D

热分解法

A．A B．B C．C D．D
13．我国古代在冶金过程中积累了丰富的化学知识，下列说法不正确的是
A．韩非子中提到“丽水之中生金”，说明在自然界中存在游离态的金
B．神农本草经中提到：“白青碱式碳酸铜得铁化为铜”，其中白青属于盐
C．吕氏春秋中有“金即铜柔锡柔，合两柔则刚”的论述，表明合金的硬度比组成它的纯金属大
D．水经注中记载：“屈茨北二百里有山即突厥金山，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用“，说明可以用煤提供能量使铁矿石发生氧化反应
14．下列说法不正确的是
A．利用铝的还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量的热的性质，工业上常用铝粉还原一些金属氧化物
B．单质碳有还原性，在高炉炼铁中直接将氧化铁还原成铁
C．研制出性能优良的催化剂可以使反应温度降低，提高反应速率，从而起到很好的节能效果
D．太阳能电池板可将光能转换为电能，所用转换材料是硅晶体
15．下列物质的制备，符合工业生产实际的是
A．工业上炼铁时，常用石灰石除去铁矿石中的
B．工业上用接触法制硫酸，在接触室里制出硫酸
C．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得高纯度的硅
D．工业上主要从海水中提取碘

二、工业流程题
16．钛及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、和的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：

已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
物质




沸点/
136
127
57
180
回答下列问题：
(1)与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的体积分数如下表：
物质




体积分数




该温度下，与C、，反应的总化学方程式为_______；
(2)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含杂质的方法是_______。
(3)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
(4)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞
(5)具有良好的光催化作用，是很多有机反应的催化剂。实验室中可以为原料制备高纯度，实验前为测定原料的纯度，需进行如下实验：称取样品，用稀硫酸溶解、定容得溶液。量取溶液放入锥形瓶中，加入溶液(过量)，再加入标准溶液至恰好完全反应，消耗标准溶液。实验过程中发生如下反应： ；。
计算样品的纯度_______。
17．以含钛高炉渣(主要成分为，还含有少量、、)为原料生产的工艺流程如图所示：

相关离子起始浓度为时，形成沉淀的范围如表所示：
相关离子



开始沉淀的



沉淀完全的



(1)“浸出液”中以的形式存在，“酸浸”时发生反应的离子方程式为_______。
(2)“还原”的目的是_______(用离子方程式表示)。
(3)在隔绝空气的条件下，在焙烧得到，该反应的化学方程式为_______。
18．硫酸亚铁常用作还原剂，也可用于制铁盐，氧化铁颜料、媒染剂、净水剂、防腐剂、聚合催化剂等，用途非常广泛。
(1)26Fe在周期表中位于第______周期第______族。
(2)硫酸酸化的FeSO4溶液可用于制备Fe2(SO4)3溶液，加入的氧化剂常用H2O2而不用硝酸的理由是______，写出硫酸酸化的FeSO4溶液与H2O2反应的化学方程式：______。
(3)某钛铁矿的主要成分为FeTiO3，还含有Fe2O3和其他不溶于酸的物质，某实验小组以钛铁矿为原料设计了如图所示流程制取TiO2和硫酸亚铁晶体。

①粉碎钛铁矿的目的是_______。
②由滤液2经操作A可得FeSO4•7H2O晶体，则操作A为______、过滤、洗涤、干燥。
③称取4.000g硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)样品溶于蒸馏水，定容至250mL。取25.00mL试液，用0.0200mol•L-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定至终点，重复实验3次，平均消耗酸性高锰酸钾标准液为10.00mL。反应为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，滴定终点的现象为______，计算样品纯度为______(保留三位有效数字)。
19．以含钛高炉渣(主要成分为，还含有少量为原料生产的工艺流程如图所示。

相关阳离子浓度时，形成氢氧化物沉淀的范围如表所示。
阳离子



开始沉淀的
0.5
6.3
1.5
沉淀完全的
2.5
8.3
2.8
(1)“浸渣”的主要成分有和_______(填化学式)。
(2)“浸出液”中以形式存在，则“酸浸”时发生的主要反应的离子方程式为_______。
(3)向“浸出液”中加入溶液的目的是_______。
(4)“调”的范围是_______。
(5)过滤得到的需要经过洗涤，减压烘干，检验沉淀是否洗净的方法是_______。
(6)隔绝空气条件下，在800℃的温度下灼烧得到，该反应的化学方程式为_______。
20．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。如图是工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)制备金属钛的工艺流程。
资料： Ti为固体，化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。

(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价是___________。
(2)反应釜中发生的反应是：2FeTiO3 + 7Cl2 + 6C2X + 2TiCl4 + 6CO，X的化学式是___________。
(3)反应釜中得到TiCl4和FeCl3的混合物在沸腾炉中分离，这是利用了TiCl4与FeCl3的______不同。
(4)写出合成器中反应的化学方程式__________，该反应的基本类型为________________。
(5)利用上述方法制取的金属钛中可能会含有少量杂质，该杂质是金属________。由金属钛的性质可知，除去这种杂质可以用___________(填试剂)。
(6)依据“绿色低碳”理念，你认为该流程中存在的不足之处是___________。

参考答案：
1．C
【分析】与草酸先生成TiO(C2O4)，再向体系中加入钡离子，发生反应的离子方程式为：TiO(C2O4)＋Ba2＋+4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓，生成的BaTiO(C2O4)2·4H2O再经过隔绝空气煅烧，得到BaTiO3，同时得到CO、CO2及水蒸气，涉及的方程式为BaTiO(C2O4)2·4H2O BaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O，据此分析解答。
【详解】A．根据已知信息可知，四氯化钛水解显酸性，所以向中先加入，可抑制其水解，从而防止生成，A正确；
B．根据分析可知，得到溶液1的反应：，B正确；
C．加入过量氨水，则溶液碱性过强，可能会生成TiO(OH)+，从而降低TiO(C2O4)的浓度，不利于提高的产率，C错误；
D．根据分析，结合原子守恒可知“煅烧”得到的气体A是和的混合物，D正确；
故选C。
2．C
【分析】钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)加硫酸酸浸，浸出液中含铁离子、亚铁离子和TiO2+，加适量铁发生还原，将铁离子转变为亚铁离子，蒸发浓缩冷却结晶提取出绿矾晶体，滤液经加热TiO2+水解得TiO2·H2O，分解得到粗TiO2后，加焦炭、氯气反应得到TiCl4，用Mg还原得到Ti。
【详解】A．基态钛原子核外电子排布式为，有2个未成对电子，A错误；
B．Mg为活泼金属，能与、、、等物质发生反应，故金属Mg与必须在稀有气体氛围条件下进行反应，B错误；
C． TiO2+会水解，步骤II加热可促进TiO2+的水解，C正确；
D．方程式未配平，步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO ，D错误；
答案选C。
3．A
【详解】A．氯化镁可以用作融雪剂，原因是雪-氯化镁混合物的熔点低于雪的熔点，使雪能够在比正常情况更低的温度下就能融化，故A错误；
B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加，增强不锈钢的耐腐蚀性，故B正确；
C．为半导体，作为光电极很稳定，制作简单，可做新型太阳能电池主要材料，故C正确；
D．氧化镁的熔点高，常在工业生产中常用作耐火材料，故D正确；
综上所述，答案为A。
4．D
【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，则a为氯气，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。
【详解】A．由于的熔点高，电解制备金属能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确；
B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确；
C．真空蒸馏时，需要将金属、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质和的沸点，C项正确；
D．工业生产中，阳极上发生反应为：，可用作其他联产过程的氧化剂，D项错误；
答案选D。
5．B
【分析】、MgO、加入硫酸，与盐酸反应生成、MgCl2，和硫酸不反应，滤渣是，滤液① 中含有、MgCl2，滤液① 水解过滤生成沉淀，滤液② 中含有FeCl2、MgCl2，滤液② 加入过氧化氢把Fe2+氧化为Fe3+，加入磷酸生成FePO4沉淀，FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成。
【详解】A．在制备时需要加入水，同时加热，促使水解反应趋于完全，A正确；
B．在制备的过程中会生成(Ti为价)，根据化学式中各元素化合价之和为0可知15个氧原子化合价总和为21+54=22，设-1价氧原子数为x，-2价氧原子数为y，x+y=15且x+2y=22，故x=8，y=7,则中过氧键的数目为4，B错误；
C．由分析可知滤液②中的阳离子有、、，C正确；
D．FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成、二氧化碳、水，由制备的化学方程式，故高温煅烧反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1，D正确；
故选B。
6．C
【详解】A．钛元素是22号元素，位于周期表第四周期，A正确；
B．价钛极易被氧化，所以化学性质不稳定，B正确；
C．根据化合价代数和为零，钛酸亚铁中铁为价，所以钛的化合价为价，C错误；
D．钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能，被广泛用于航天，D正确；
故答案为：C。
7．D
【分析】结合流程图及题目中信息可知，粉煤灰酸浸后、、、分别和酸反应生成对应的硫酸盐，和硫酸反应生成，不反应，滤渣1为，加入铁粉，将溶液中Fe3+还原为Fe2+，结晶得，滤液中还含有TiO2+、Fe2+、Al3+、Mg2+等，TiO2+水解得到TiO2·xH₂O，灼烧可得到TiO2，滤液2加入双氧水，可氧化 Fe2+生成Fe3+，调节pH，可生成Al(OH) 3、Fe(OH)3沉淀，滤液3含有Mg2+，经过一系列操作，最后结晶得到 MgCl2·6H2O，以此解答该题。
【详解】A．和硫酸不反应，滤渣1为，A错误；
B．加入铁粉，将溶液中Fe3+还原为Fe2+，结晶得，B错误；
C．滤渣2为Al(OH) 3，Fe(OH)3，由Ksp[Al(OH)3]=，Ksp[Fe(OH)3]= ，可知使铝离子完全沉淀需要调节的pH较大，当pH=4时，，mol/L，大于 mol/L，此时Al3+没有沉淀完全，故C错误；
D．溶液制备过程中需要在气流中蒸发浓缩，以避免氯化镁水解生成氢氧化镁，造成产品不纯，D正确；
故答案为D
8．A
【详解】A．通过晶体的X射线衍射实验，可以确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，A错误；
B．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，Ti是22号元素，位于第四周期第ⅣB族，B正确；
C．84消毒液的有效成分是NaClO，NaClO、ClO2都具有强氧化性，故84消毒液、二氧化氯泡腾片都可作为环境消毒剂，C正确；
D．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确；
故选A。
9．A
【详解】A．明矾净水的原理是生成氢氧化铝胶体，吸附水中的杂质，并没有杀菌消毒的作用，A错误；
B．硅胶多孔，吸附水分子的能力强，可以作为食品的干燥剂，B正确；
C．钛合金硬度大，熔点高，化学性质稳定，耐腐蚀，所以可以用于飞机或人造卫星或宇宙飞船等，C正确；
D．漂白粉的主要成分为次氯酸钙，洁厕灵的主要成分为盐酸，二者反应生成氯气，有毒，故不能混合使用，D正确；
故选A。
10．D
【详解】A．升高温度能加快化学反应速率，但升高温度促进Fe2+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，所以不是温度越高越好，故A错误；
B．结晶应在蒸发皿中进行，为获得绿矾晶体，不能将溶剂蒸干，故B错误；
C．洗涤时直接在过滤器中加水淋洗，并用玻璃棒不断搅拌，重复此操作2~3遍，故C错误；
D．水解所得滤液中的溶质有、，洗涤时需要稀硫酸，所以该方法中硫酸可以循环使用，故D正确；
故答案选D。
11．D
【分析】酸性含钛废液加入铁粉，三价铁转化为二价铁，结晶得到FeSO4∙7H2O晶体，过滤母液水解得到，洗涤煅烧得到二氧化钛；
【详解】A．温度升高导致水解造成钛元素损失，A错误；
B．“结晶”的操作中为防止温度过高导致水解造成钛元素损失，应该在较低温度结晶，B错误；
C．“洗涤”时直接在漏斗内洗涤即可，C错误；
D．该方法中可以循环使用，以节约原料控制生产成本，D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将其从化合物中还原出来，即2HgO2Hg+O2↑，故A正确；
B．Al为活泼金属，通常用电解熔融的方法冶炼，但氧化铝的熔点较高，加入冰晶石的目的是与氧化铝形成低熔点共熔物，即2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑，故B正确；
C．铁是在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来，为热还原法，即Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故C正确；
D．铜在高温下会被氧化，不可以直接用加热分解的方法将铜从其化合物中还原出来，工业上采用湿法炼铜和火法炼铜，故D错误；
答案为D。
13．D
【详解】A．金的化学性质很不活泼，在自然界中以游离态存在，A正确；
B．白青碱式碳酸铜属于碱式盐，B正确；
C．合金的硬度比各组分的纯金属硬度大，熔沸点比各组分纯金属的熔沸点低，C正确；
D．人取此山石炭，冶此山铁，还原出铁单质，说明可以用煤燃烧生成的CO和提供的能量使铁矿石发生还原反应，D错误；
答案选D。
14．B
【详解】A．铝是活泼金属，铝热反应放热，工业上常用铝冶炼高熔点金属，故A正确；
B．在高炉炼铁中用CO将氧化铁还原成铁，故B错误；
C．催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，从而起到很好的节能效果，故C正确；
D．晶体硅是半导体材料，晶体硅制作的太阳能电池板将光能转换为电能，故D正确；
选B。
15．A
【详解】炼铁时，石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去铁矿石中的二氧化硅，故A符合生产实际；
B.在接触室中进行的反应为2SO2+O22SO3，在吸收塔里生成硫酸，故B不符合生产实际；
C.二氧化硅和与碳在高温下发生置换反应，生成一氧化碳和粗硅，得不到高纯度硅，故C不符合生产实际；
D.工业上主要从海带中提取碘，故D不符合生产实际；
故选A。
16．(1)
(2) 蒸馏
(3) 不能 若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入，又引入杂质
(4)AC
(5)

【分析】钛渣中加入进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗，加入单质除钒，再除硅、铝得到纯，加入还原得到。
【详解】（1）根据表中数据可知，该温度下C主要生成和，根据相同条件下气体的压强之比是物质的量之比可知和的物质的量之比约是，所以与C、反应的总化学方程式为，故答案为：；
（2）“降温收尘”后钒元素主要以形式存在，加入得到渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式为；与沸点差异较大，“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离，故答案为：；蒸馏；
（3）若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入，又引入杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换，故答案为：不能；若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入，又引入杂质；
（4）本工艺中加入冶炼的方法为热还原法；
A．高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A符合题意；
B．电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；
C．铝热反应制锰是利用作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；
D．为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意；
故答案为AC。
（5）根据得失电子守恒可得：

，，，故答案为：。
17．(1)
(2)
(3)

【分析】含钛高炉渣(主要成分为TiO2，还含有少量CaO、Fe2O3、SiO2)为原料酸浸过程中，SiO2不反应且生成硫酸钙CaSO4，TiO2转化为TiO2+，Fe2O3生成硫酸铁，亚硫酸钠还原硫酸铁，调pH值除去铁，酸溶后加入氯化钡生成产品BaTiO(C2O4)2•4H2O，再高温分解得到BaTiO3；
【详解】（1）“浸出液”中Ti以TiO2+形式存在，则“酸浸”的主要反应离子方程式为TiO2+2H+=TiO2++H2O；
（2）结合具有氧化性及题表中TiO2+形成沉淀的pH范围与的有交叉，与的无交叉可知，“还原”的目的是将还原为，发生反应的离子方程式为；
（3）隔绝空气条件下，BaTiO(C2O4)2•4H2O在灼烧得到BaTiO3，该步骤发生分解反应，焙烧时，C通常转化为CO2，化合价由+3价升高为+4，则还需要有元素的化合价降低，分析可知，应是C的化合价由+3降低为+2，生成CO，该反应的化学方程式为。
18．(1) 四 VIII
(2) 不引入新的杂质，不产生污染环境的气体 2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
(3) 增加钛铁矿与浓硫酸之间的接触面积，提高反应速率，提高钛铁矿的利用率 冷却结晶 溶液变为浅红色 69.5%

【分析】(3) 某钛铁矿的主要成分为FeTiO3，还含有Fe2O3和其他不溶于酸的物质，钛铁矿粉碎、与浓硫酸共热反应，过滤得滤液1，滤液经加热后加入铁粉，得到TiO2+、少量Fe3+、Fe2+ 和硫酸根离子，趁热过滤，滤液2经操作A即冷却结晶、过滤、洗涤并干燥得到FeSO4•7H2O，过滤后，滤液3中含有TiO2+、等离子，水浸得到H2TiO3，煅烧可生成TiO2。
【详解】（1）26Fe的核外电子排布式为： 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2，则在周期表中位于第四周期第VIII族。
（2）通常硝酸的还原产物是氮的氧化物，双氧水是绿色氧化剂、还原产物是水，则用H2O2而不用硝酸氧化硫酸酸化的FeSO4溶液以制备Fe2(SO4)3溶液，理由是：不引入新的杂质，不产生污染环境的气体，硫酸酸化的FeSO4溶液与H2O2反应的化学方程式：2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O。
（3）①粉碎钛铁矿的目的是：增加钛铁矿与浓硫酸之间的接触面积，提高反应速率，提高钛铁矿的利用率。
②从溶液中提取结晶水合物需要用冷却结晶法，则由滤液2经操作A可得FeSO4•7H2O晶体，则操作A为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
③称取4.000g硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)样品溶于蒸馏水，定容至250mL。取25.00mL试液，用0.0200mol•L-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定至终点，从反应为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知，滴定过程中滴入的酸性高锰酸钾溶液被还原出现褪色现象，滴定终点时过量的半滴高锰酸钾溶液显浅红色，故滴定终点的现象为溶液变为浅红色、30s内不褪色；重复实验3次，平均消耗酸性高锰酸钾标准液为10.00mL。计算样品纯度为 (保留三位有效数字)。
19．(1)
(2)
(3)将还原成，防止沉淀
(4)
(5)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若不产生白色沉淀，则证明沉淀已洗净，反之，则沉淀没有洗净
(6)

【分析】含钛高炉渣(主要成分为，还含有少量、、)酸浸过程中，SiO2不反应、生成硫酸钙CaSO4，TiO2转化为TiO2+，生成硫酸铁，过滤得“浸渣”成分为SiO2和CaSO4。由表可知调pH的目的是使沉淀完防止铁元素沉淀，因此在“沉钛”前需要加亚硫酸钠先将还原成，过滤所得沉淀加草酸酸溶、加入氯化钡生成产品，再高温分解得到。
【详解】（1）酸浸过程中，SiO2不反应且生成硫酸钙CaSO4，故“浸渣”成分为SiO2和CaSO4。
（2）“浸出液”中以形式存在，则“酸浸”的主要反应离子方程式为TiO2+2H+=TiO2++H2O。
（3）有较强的氧化性，再结合相关阳离子形成氢氧化物沉淀的范围可知，调时，当沉淀完全时，也形成了沉淀，无法达到分离的日的，而当沉淀完全时，还没有开始沉淀，因此在“沉钛”前需要先将还原成，则向“浸出液”中加入溶液的目的是将还原成，防止沉淀。
（4）经上述分析可知，调节的范围应满足使沉淀完全，而还没有开始沉淀。因此“调”的范围是。
（5）“沉钛”过程中的滤液中含有Cl-，故检验沉淀是否洗净可检验洗涤液中是否含有，方法为：向最后一次洗涤液中加入硝酸酸化，然后再加入硝酸银，若没有白色沉淀产生，则洗涤干净，反之，没有洗涤干净。
（6）隔绝空气条件下，在灼烧得到，该反应的化学方程式为。
20．(1)+4
(2)FeCl3
(3)沸点
(4) TiCl4 + 2MgTi+2MgCl2 置换反应
(5) 镁(Mg) 稀盐酸(或稀硫酸)
(6)能耗高、产生有毒气体污染环境

【详解】（1）钛酸亚铁(FeTiO3)中氧为-2价，铁+2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，钛元素的化合价+4，答案：+4；
（2）2FeTiO3 + 7Cl2 + 6C2X + 2TiCl4 + 6CO，根据反应前后原子种类和个数不变，可得X的化学式为FeCl3，答案：FeCl3；
（3）到TiCl4和FeCl3的混合物在沸腾炉中分离，这是利用了TiCl4与FeCl3的沸点不同，答案：沸点；
（4）观察题中合成器图示，可知反应为镁和四氯化钛反应生成钛和氯化镁，配平化学方程式，TiCl4 + 2MgTi+2MgCl2，该反应为一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，答案：TiCl4 + 2MgTi+2MgCl2；置换反应；
（5）有反应方程式可知，利用上述方法制取的金属钛中可能会含有少量杂质镁，因为Ti为固体，化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸，所以可用稀盐酸(或稀硫酸)除去金属钛中含有少量杂质镁，答案：镁(Mg)；稀盐酸(或稀硫酸)；
（6）在反应釜或反应器中的反应均是在高温下进行，能耗高，反应中会生成有毒的CO，会污染空气，答案：能耗高、产生有毒气体污染环境。