钛及其合金具有密度小、比强度高、耐热、耐低温等特性，是制造飞机、火箭等的优异材料。工业上以钛铁矿（主要成分为FeTiO3，含Fe、Si、Al的氧化物等杂质）制备钛和Fe3O4•xH2O的工艺流程如图：
已知：①25℃时相关物质的Ksp见下表：
| 物质 | Fe（OH）2 | Fe（OH）3 | Al（OH）3 |
| Ksp | 1×10-16.3 | 1×10-38.6 | 1×10-32.3 |
Ⅱ.2C（s）+O2（g）⇌2CO（g），Ksp=1.2×1048
回答下列问题：
（1）“酸浸”时Ti元素转化为TiO2+，FeTiO3发生反应的离子方程式为
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2+2H2O
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2+2H2O
。（2）“还原”操作单元加入过量铁粉的两个作用是
与硫酸反应，有利于TiO2+水解、将Fe3+还原为Fe2+
与硫酸反应，有利于TiO2+水解、将Fe3+还原为Fe2+
。（3）通过计算说明“高温、氯化”操作单元加入碳粉的理由
TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=2CO（g）+TiCl4（g）K=KⅠKⅡ=4.08×10-19远大于KⅠ，反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现
TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=2CO（g）+TiCl4（g）K=KⅠKⅡ=4.08×10-19远大于KⅠ，反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现
。（4）该工艺流程中可以循环利用的物质是
Cl2
Cl2
（填化学式）。（5）用氨水调溶液的pH时，pH的理论最小值是
4.9
4.9
；“沉铁”操作单元发生反应的化学方程式为 6FeSO4+12NH3•H2O+（2x-6）H2O+O2=6（NH4）2SO4+2Fe3O4•xH2O
6FeSO4+12NH3•H2O+（2x-6）H2O+O2=6（NH4）2SO4+2Fe3O4•xH2O
。【答案】FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2+2H2O；与硫酸反应，有利于TiO2+水解、将Fe3+还原为Fe2+；TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=2CO（g）+TiCl4（g）K=KⅠKⅡ=4.08×10-19远大于KⅠ，反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现；Cl2；4.9；6FeSO4+12NH3•H2O+（2x-6）H2O+O2=6（NH4）2SO4+2Fe3O4•xH2O
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：49引用：1难度：0.4
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
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