Question

【题目】金属钛被用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成份为FeTiO3)制取钛并获得副产品绿矾的工艺流程如下：

（1）TiOSO4中钛的化合价为_________，操作I的名称是为_________。

（2）TiOSO4经水解得H2TiO3的化学方程式为_________。

（3）TIO2与焦炭和Cl2在高温下反应得TiCl4井产生还原性气体，相应的化学方程式为_________。

（4）加热Mg与TiCl4得到钛时，Ar的作用是_________。

（5）某厂用3.8吨纯度为40%的钛铁矿制取钛，理论上至少需要氯气______L(标准状况下)。

（6）已知K3[Fe(CN)6](铁氰化钾》和K4[Fe(CN)6]（亚铁氰化钾）能发生如下反应：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓（蓝色沉淀），4Fe3++3(Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓（蓝色沉淀）

①确定绿矾部分被氧化的方法是___________________________。（可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氧化钾溶液。铁粉、KSCN溶液）

②室温下，将绿矾配成0.1mol·L-1FeSO4溶液，测得溶液的pH=3，请用离子方程式解释原因_____________________，该溶液中c(SO42-)-c(Fe2+)≈_________________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】 +4 过滤 TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO 作保护气 4.48×105 取少许绿矾溶于水分装于两支试管中，分别滴加几滴铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液，若均有蓝色沉淀生成，则绿矾部分被氧化(合理即可) Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+ 5×10-4

【解析】（1）TiOSO4中SO4为-2价，O为-2价，故Ti为+4价；TiOSO4经过水解生成H2TiO3固体沉淀，所以I操作为过滤；

（2）TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4，此水解反应生成大量H2TiO3固体，且比较容易进行，所以要写沉淀符号，以及使用等号；

（3）还原性气体为CO，所以方程式为：TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO；

（4）由于Mg是极为活泼的金属，需要隔绝空气进行反应，而惰性气体Ar的作用是作为保护气体；

（5）原材料中FeTiO3的物质的量为10000mol，每molTi需要与2molCl2结合，则共需要20000mol Cl2，标准状况下体积为4.48×105L。

（6）①绿矾部分被氧化，溶液中同时存在Fe2+和Fe3+离子，则应取少量绿矾溶液，先加入几滴铁氰化钾溶液、再加入几滴亚铁氰化钾溶液，若均有蓝色沉淀生成，则绿矾部分被氧化。

②FeSO4水解会生成Fe(OH)2从而消耗水电解生成的OH-，使溶液中H离子浓度增加，溶液呈酸性，离子方程式为：Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+，Fe(OH)2为胶体不写沉淀符号。溶液的pH=3则c（H+）=1×10-3mol/L，相应降低溶液中消耗

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