金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ．工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去)。
（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO3 + 6C + 7Cl2高温2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是 。
（2）步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 的不同。
（3）步骤④反应的化学方程式为____________,该反应在氩气中进行的理由是____ ______。
（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有__________。
II． 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：
方法一：先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
（5）氯化反应TiO2 (s) +2Cl2 (g)
TiCl4(l) + O2 (g)无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因： 。
方法二：以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中碳块为阳极,电极反应式为：2O2—- 4eˉ＝O2↑；TiO2作阴极，被还原。
（6）阴极的电极反应式为 。
（7）电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是 。
常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na＋、A2－、HA－、H＋、OH－，存在的分子有H2O、H2A。根据题
意回答下列问题：
(1)写出酸H2A的电离方程式。
(2)若溶液M由10 mL 2 mol·L－1NaHA溶液与2 mol·L－1NaOH溶液等体积混合而得，则溶液M的pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，溶液中离子浓度由大到小顺序为。
(3)若溶液M由下列三种情况：①0.01 mol·L－1的H2A溶液；②0.01 mol·L－1的NaHA溶液；③0.02 mol·L－1的HCl与0.04 mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液，则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为________；pH由大到小的顺序为____________。
(4)若溶液M由pH＝3的H2A溶液V1 mL与pH＝11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得，混合溶液c(H＋)/c(OH－)＝104，V1与V2的大小关系为__________(填“大于”“等于”“小于”或“均有可能”)。
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA＋bB
cC(s)＋dD，当反应进行一定时间
后，测得A减少了nmol，B减少了1/2 n mol，C增加了3/2 n mol，D增加了n mol，此时达到化学平衡。请填写下列空白：
(1)该化学方程式各物质的化学计量数为a=_____、b=______、c=_____、d=______。
(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中物质D的聚集状态为______。
(3)若只升高温度，
反应一段时间后，测知四种物质其物质的量又达到相等，则该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) △H = Q1的平衡常数为K1，反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)△H = Q2的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：
| 温度( T ) |
K1 |
K2 |
| 973 |
1.47 |
2.38 |
| 1173 |
2.15 |
1.67 |
(1)从上表可推断，反应①是________(填“放”或“吸”)热反应；
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H = Q
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________；可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应
。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有__________。
A．缩小容器体积B．降低温度 C．使用合适的催化剂
D．设法减
少CO的量E．升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________；
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表）。设计如下对比实验。
（1）请完成以下
实验设计表（请填满表中空缺地方，表中不要留空格）。
| 实验编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
 c/10-3mol·L-1 |
|
| H2O2 |
Fe2+ |
||||
| ① |
为以下实验做参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
| ② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
||||
| ③ |
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。
（2）请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50 -150
内的反应速率ν(p-CP )=
【解释与结论】
（3）实验①②表明温度升高，降解反应速率增大。但
温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所使用试剂H2O2的角度分析原因：；
（4）实验③得出的结论是：pH=10时，；
【思考与交流】
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来，根据上图中信息，给出一种迅速停止反应的方法：
。
在溶液中，反应A+2B
C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度分别为c(A)=0.100mol/L，c(B)=0.200mol/L，c(C)=0.000mol/L。反应物A浓度随时间变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）实验③平衡时C的浓度为____________；
（2）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。其中，②所改变的条件___________，
判断的理由是：__________________________________；③所改变的条件是_________。
（3）该反应的△H _____0，判断其理由是___________________________________________。
（4）下图表示实验
①条件下达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况。若降温时，请把反应速度变化情况画在图中a~b处。