[题目]钛(Ti)被称为继铁.铝之后的第三金属.钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料.制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿.我国的钛铁储量居世界首位.用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下:已知反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ΔH<0(1)步骤①加Fe的目的是 ,步骤②冷却的目的是 .(2)上述制备TiO2的过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：

已知反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ΔH<0

（1）步骤①加Fe的目的是___________________________________（用离子方程式表达）；步骤②冷却的目的是_________________________________________________________。

（2）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理；在“水浸”步骤中加入大量的水即可获得H2TiO3沉淀，请用相关化学原理解释___________________________________________________。

（3）由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为

―→

反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________________。

【答案】2Fe3＋+ Fe =3Fe2＋析出绿矾(FeSO4·7H2O)绿矾(FeSO4·7H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)根据反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ，加水稀释浓度商小于其化学平衡常数，所以反应平衡正向移动，生成更多H2TiO3而形成沉淀防止高温下镁或钛与O2、N2等反应

【解析】

（1）根据加入浓硫酸后，得到离子种类，步骤①加入铁，发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；过滤后得到FeSO4·7H2O，步骤②冷却的目的是析出FeSO4·7H2O；

（2）根据流程制备的是TiO2，则FeSO4·7H2O属于副产物；水浸时发生TiO2++2H2OH2TiO3+2H+，废液显酸性，应加入CaO或CaCO3或碱进行处理；根据反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ，加水稀释浓度商小于其化学平衡常数，所以反应平衡正向移动，生成更多H2TiO3而形成沉淀；

（3）Mg、Ti能与O2、N2发生反应，因此在Ar氛围中，防止Mg、Ti与空气中的O2、N2发生反应。

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