Question

【题目】工业上以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁( FeTiO3)，含有MgO、SiO2等杂质)为原料，制备金属钛和铁红的工艺流程如下：

已知：①酸浸时， FeTiO3转化为Fe2+和TO2+；②本实验温度下，Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10－11；③溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5mol/L时，认为该离子沉淀完全。

请回答下列问题：

（1）酸浸时如何提高浸取速度和浸取率________(至少答两种方法)

（2）“水解”生成H2TiO3的离子方程式为________。

（3）“沉铁”过程中，气态产物的电子式为__________；该过程需控制反应温度低于35℃，原因为_______。

（4）滤液3可用于制备Mg(OH)2。若滤液3中c(Mg2+)=1.2×10－3mo/L，向其中加入NaOH固体，调整溶液pH值大于________时，可使Mg2+恰好沉淀完全。

（5）“电解”时，电解质为熔融的CaO，两电极材料为石墨棒。则_______极石墨棒需要定期更换，原因是________。

（6）测定铁红产品纯度：称取m克铁红，溶于一定量的硫酸之中，配成500.00mL溶液。从其中量取20.00mL溶液，加入过量的KI，充分反应后，用 c mol/L硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准液滴定至终点，发生反应：I2+2S2O32－=S4O62－+2I－。平行滴定三次，硫代硫酸钠平均消耗体积为VmL。则铁红产品的纯度为：________(用c、V、m表式)

Answer 1

【答案】升温，搅拌，适当增大硫酸浓度，粉碎矿石 TiO2++2H2O= H2TiO3↓+2H+ 温度过高容易导致NH4HCO3分解（或防止Fe2+、Mg2+等受热水解） 11 阳极 阳极产生氧气与石墨反应生成二氧化碳，导致阳极损耗 ％

【解析】

（1）酸浸时提高浸取速度和浸取率可以采取升温，搅拌，适当增大硫酸浓度，粉碎矿石。

（2）根据流程图中信息，“水解”时，TiO2+转化为H2TiO3沉淀。

（3）“沉铁”过程中，气态产物为二氧化碳，根据反应物的性质知，温度过高时，碳酸氢铵会分解，Fe2+、Mg2+的水解程度增大。

（4）根据Ksp求。

（5）阳极石墨棒需要定期更换。

（6）根据方程式找出Fe2O3～2S2O32－关系式。

（1）酸浸时提高浸取速度和浸取率可以采取升温，搅拌，适当增大硫酸浓度，粉碎矿石，故答案为：升温，搅拌，适当增大硫酸浓度，粉碎矿石。

（2）根据流程图中信息，“水解”时，TiO2+转化为H2TiO3沉淀，离子方程式为：TiO2++2H2O= H2TiO3↓+2H+，故答案为：TiO2++2H2O= H2TiO3↓+2H+。

（3）“沉铁”过程中，气态产物为二氧化碳，电子式为，根据反应物的性质知，温度过高时，碳酸氢铵会分解，Fe2+、Mg2+的水解程度增大，故答案为：；温度过高容易导致NH4HCO3分解（或防止Fe2+、Mg2+等受热水解）。

（4）根据Ksp=1.0×10－11=c(Mg2+)c2(OH-)=1×10－5mo/L×c2(OH-)，求出c(OH-)=10-3 mo/L，pH=11，故溶液pH值大于11时，可使Mg2+恰好沉淀完全，故答案为：11。

（5）“电解”时，电解质为熔融的CaO，阴极得到Ti，阳极生成O2，阳极石墨棒需要定期更换，原因是阳极产生氧气与石墨反应生成二氧化碳，导致阳极损耗，故答案为：阳极；阳极产生氧气与石墨反应生成二氧化碳，导致阳极损耗。

（6）铁红的成份是Fe2O3，与硫酸反应生成硫酸铁，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O；又知2Fe3++2I－= 2Fe2++I2，I2+2S2O32－=S4O62－+2I－，可得出Fe2O3～2S2O32－，硫代硫酸钠(Na2S2O3)的物质的量为c V×10-3mol，Fe2O3的物质的量为1/2c V×10-3 mol，Fe2O3的质量为80c ×V×10-3g，则铁红产品的纯度为[（80 c ×V×10-3g×）/mg]×100％=(2 c V/m)×100％，故答案为： ％，故答案为：％。