Question

钛是一种重要的金属，工业上用钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂ 等杂质）为原料制钛白粉（TIO₂），TiO₂常通过两种方法可制得 Ti．

其中，2H₂SO₄+FeTiO₃=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O．回答下列问题．
（l）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，该过程中发生反应的化学方程式有：
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O 和

 

（2）滤液①中的溶质主要是 FeSO₄，检验其中Fe²⁺的方法是：

 

．
（3）从 TiOSO₄→H₂TiO₃需要加热，则加热的目的是：

 

．
（4）电解 TiO₂来获得 Ti 是以 TiO₂作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池．其阴极反应的电极反应式为：

 

．
（5）从化学平衡的角度解释：往TiO₂和Cl₂反应体系中加入焦炭后，能使反应 TlO₂（s）+2Cl₂（g）═TlCl₄（l）+O₂（g）顺利进行的原因是：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据钛铁矿中的杂质氧化铝与碱反应生成可溶的铝盐溶液来回答；
（2）根据Fe²⁺能被氧化剂掩盖为三价铁离子，铁离子遇到硫氰酸根离子显示红色；
（3）根据TiOSO₄的水解平衡的影响因素知识来回答；
（4）根据电解原理：阴极上是发生得电子的还原反应；
（5）从平衡移动的原理：减少生成物的浓度，化学平衡向着正反应方向移动．

解答：解：（1）钛铁矿含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，能与碱反应物质除了SiO₂还有Al₂O₃，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（2）因滤液①中的溶质主要是FeSO₄，所一先加几滴KSCN溶液，再加几滴氯水，观察溶液是否变为红色，故答案为：取少许滤液①于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，然后滴入几滴氯水，溶液变为红色，说明其中含有Fe²⁺；
（3）从 TiOSO₄→H₂TiO₃是物质水解的过程，加热能够促进水解的进行，故答案为：促进TiOSO₄的水解；
（4）因TiO₂作阴极，得到电子，被还原，得到单质Ti，故答案为：TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-；
（5）因减少生成物的浓度，平衡正向移动，故答案为：碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行．

点评：本题涉及金属的冶炼原理、电解原理、亚铁离子的检验以及化学平衡的移动原理等方面的知识，属于综合知识的考查，难度不大．