Question

金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。

请回答下列问题。

（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C===2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为______；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_________。

（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是___________。此时溶液中含有Fe2＋、TiO2＋和少量Mg2＋等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

氢氧化物	Fe(OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10－16	1.0×10－29	1.8×10－11

①常温下，若所得溶液中Mg2＋的物质的量浓度为0.001 8 mol/L，当溶液的pH等于________时，Mg(OH)2开始沉淀。

②若将含有Fe2＋、TiO2＋和Mg2＋的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为____________。

（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为_______。Mg还原TiCl4过程中必须在1070 K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_______。除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是______。

（4）在800～1 000 ℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如下图所示。

图中b是电源的________极，阴极的电极反应式为________。

Answer 1