Question

二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。
Ⅰ．二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是_________________________________。
（2）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有__________________。
（3）加Fe的作用是_________________________________。
方法2：TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，过滤、水洗除去其中的Cl^－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）① TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_______________________________；
② 检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是______________________________。
Ⅱ．二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的方程式是        ，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因：_____________。

Answer 1

28.（14分，每空2分）
（1）Fe₂O₃+6H⁺="2" Fe³⁺+3H₂O
（2）Fe³⁺ 、Fe²⁺
（3）将Fe³⁺ 转化为Fe²⁺
（4）①TiCl₄ + (x+2)H₂O（过量） TiO₂·xH₂O↓ + 4HCl （写=不扣分）
②取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，不产生白色沉淀，说明Cl^－已除净。
（5）TiCl₄ +2Mg 2MgCl₂ + Ti 
防止高温下Mg(Ti)与空气中的O₂(或CO₂、N₂)作用

解析试题分析：（1）固体要写成化学式，所能离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺="2" Fe³⁺+3H₂O。
（2）由于FeTiO₃，其中铁元素化合价为+2价，所以除了有Fe³⁺ 外还有Fe²⁺。
（3）铁粉将Fe³⁺ 转化为Fe²⁺。
（4）①TiCl₄水解由信息可知主要是+2价钛离子发生了水解同时要生成TiO₂·xH₂O ，故反应方程式为TiCl₄ + (x+2)H₂O（过量） TiO₂·xH₂O↓ + 4HCl 。
②相当于是氯离子的检验，取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，不产生白色沉淀，说明Cl^－已除净。
（5）根据流程图关系可知发生的是置换反应，TiCl₄ +2Mg =2MgCl₂ + Ti 
因为镁的性质比较活泼，能与Mg(Ti)与空气中的O₂(或CO₂、N₂)作用，况且反应是在高温下。
考点：考查离子反应方程式的书写，盐水解原理的运用，离子的检验和镁的相关性质。