Question

（16分）二氧化鈦（TiO2）又稱鈦白，工業(yè)上利用鈦鐵礦（主要成分FeTiO3，其中鐵為正二價(jià)）為原料，采用硫酸法制得，其工藝流程如下圖所示

請(qǐng)回答：

（1）鐵礦加入硫酸反應(yīng)可制得硫酸氧鈦，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

FeTiO3+ 2H2SO4=( )TiOSO4+( )+( )；

（2）為了提高二氧化鈦的純度,需要除去浸出液中的Fe3+，則加入的試劑A為 ，需過量的原因是 。

（3）操作1是 。

（4）進(jìn)行操作1時(shí)需將濾液1在70-75℃，壓力8000Pa的條件下真空蒸發(fā)器中進(jìn)行，其原因是為了防止 ，濾液2加水稀釋使硫酸氧鈦（TiOSO4）水解生成偏鈦酸（TiO2·nH2O），請(qǐng)寫出該水解反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

（1）FeTiO3+ 2 H2SO4=(1 )TiOSO4+( 1 ) FeSO4+( 2 ) H2O；

（2）鐵屑； 防止已還原的Fe2+重新被空氣氧化（或保證Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+)；

（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 ;

（4）蒸發(fā)濃縮過程溫度升高，會(huì)促使硫酸氧鈦（TiOSO4）過早水解。

TiOSO4+（n+1）H2O=TiO2·nH2O+H2SO4

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律及元素守恒可知：在鐵礦加入硫酸反應(yīng)可制得硫酸氧鈦，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeTiO3+ 2H2SO4=TiOSO4+ FeSO4+2 H2O；（2）為了提高二氧化鈦的純度,需要除去浸出液中的Fe3+，則加入的試劑A為鐵屑；發(fā)生反應(yīng)：Fe+ 2Fe3+=3Fe2+;需過量的原因是防止已還原的Fe2+重新被空氣氧化（或保證Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+)；（3）操作1是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾; （4）進(jìn)行操作1時(shí)需將濾液1在70-75℃，壓力8000Pa的條件下真空蒸發(fā)器中進(jìn)行，其原因是為了防止蒸發(fā)濃縮過程溫度升高，會(huì)促使硫酸氧鈦（TiOSO4）過早水解；濾液2加水稀釋使硫酸氧鈦（TiOSO4）水解生成偏鈦酸（TiO2·nH2O），則該水解反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiOSO4+（n+1）H2O=TiO2·nH2O+H2SO4。

考點(diǎn)：考查混合物的分離方法、鹽的水解、實(shí)驗(yàn)操作的目的、化學(xué)方程式的書寫的知識(shí)。