Question

【題目】金屬鈦被用于航空航天工業(yè)、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。用鈦鐵礦(主要成份為FeTiO3)制取鈦并獲得副產(chǎn)品綠礬的工藝流程如下：

（1）TiOSO4中鈦的化合價為_________，操作I的名稱是為_________。

（2）TiOSO4經(jīng)水解得H2TiO3的化學(xué)方程式為_________。

（3）TIO2與焦炭和Cl2在高溫下反應(yīng)得TiCl4井產(chǎn)生還原性氣體，相應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

（4）加熱Mg與TiCl4得到鈦時，Ar的作用是_________。

（5）某廠用3.8噸純度為40%的鈦鐵礦制取鈦，理論上至少需要氯氣______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

（6）已知K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀》和K4[Fe(CN)6]（亞鐵氰化鉀）能發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓（藍(lán)色沉淀），4Fe3++3(Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓（藍(lán)色沉淀）

①確定綠礬部分被氧化的方法是___________________________。（可供選擇的試劑：鐵氰化鉀溶液、亞鐵氧化鉀溶液。鐵粉、KSCN溶液）

②室溫下，將綠礬配成0.1mol·L-1FeSO4溶液，測得溶液的pH=3，請用離子方程式解釋原因_____________________，該溶液中c(SO42-)-c(Fe2+)≈_________________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】 +4 過濾 TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO 作保護(hù)氣 4.48×105 取少許綠礬溶于水分裝于兩支試管中，分別滴加幾滴鐵氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀溶液，若均有藍(lán)色沉淀生成，則綠礬部分被氧化(合理即可) Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+ 5×10-4

【解析】（1）TiOSO4中SO4為-2價，O為-2價，故Ti為+4價；TiOSO4經(jīng)過水解生成H2TiO3固體沉淀，所以I操作為過濾；

（2）TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4，此水解反應(yīng)生成大量H2TiO3固體，且比較容易進(jìn)行，所以要寫沉淀符號，以及使用等號；

（3）還原性氣體為CO，所以方程式為：TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO；

（4）由于Mg是極為活潑的金屬，需要隔絕空氣進(jìn)行反應(yīng)，而惰性氣體Ar的作用是作為保護(hù)氣體；

（5）原材料中FeTiO3的物質(zhì)的量為10000mol，每molTi需要與2molCl2結(jié)合，則共需要20000mol Cl2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48×105L。

（6）①綠礬部分被氧化，溶液中同時存在Fe2+和Fe3+離子，則應(yīng)取少量綠礬溶液，先加入幾滴鐵氰化鉀溶液、再加入幾滴亞鐵氰化鉀溶液，若均有藍(lán)色沉淀生成，則綠礬部分被氧化。

②FeSO4水解會生成Fe(OH)2從而消耗水電解生成的OH-，使溶液中H離子濃度增加，溶液呈酸性，離子方程式為：Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+，Fe(OH)2為膠體不寫沉淀符號。溶液的pH=3則c（H+）=1×10-3mol/L，相應(yīng)降低溶液中消耗

c（Fe2+）= 0.5c（H+）=c(SO42-)-c(Fe2+)≈5×10-4mol·L-1。