硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸[TiO（OH）₂]可回收钛。
已知：i.一定条件下，Ti⁴⁺水解方程式：Ti⁴⁺+3H₂O⇌TiO（OH）₂+4H⁺
ii.一定温度下：K_sp[Fe（OH）₂]=4.9×10^-17；K_sp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39
Ⅰ.水解制备偏钛酸：浸出液中含Fe³⁺、Ti⁴⁺等，先向其中加入还原铁粉，然后控制水解条件实现Ti⁴⁺水解制备偏钛酸。
（1）用化学用语表示（NH₄）₂SO₄溶液呈酸性的原因

NH

+

4

+H₂O⇌NH₃•H₂O+H⁺

NH

+

4

+H₂O⇌NH₃•H₂O+H⁺

。
（2）浸出液（pH=2）时：①Fe²⁺转化为Fe（OH）₂沉淀需要的浓度为

4.9×10⁷

4.9×10⁷

mol•L^-1；Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀需要的浓度为

2.6×10^-3

2.6×10^-3

mol•L^-1。
②若杂质离子沉淀会降低钛水解率。从定量角度解释加入还原铁粉的目的

加铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺，防⽌Fe³⁺优先发生水解生成氢氧化铁沉淀，阻碍Ti⁴⁺的水解反应，导致钛水解率下降

加铁粉将Fe³⁺还原为Fe²⁺，防⽌Fe³⁺优先发生水解生成氢氧化铁沉淀，阻碍Ti⁴⁺的水解反应，导致钛水解率下降

。
（3）一定条件下，还原铁粉添加比对钛水解率的影响如图1所示。当还原铁粉添加比大于1时，钛水解率急剧下降，解释其原因

还原铁粉添加比过大时，过量的还原铁粉将浸出液中的Ti（IV）还原为Ti（III），从而造成钛水解率降低

还原铁粉添加比过大时，过量的还原铁粉将浸出液中的Ti（IV）还原为Ti（III），从而造成钛水解率降低

。

已知：还原铁粉添加比=

n

铁粉

n

理论

；n_铁粉为还原铁粉添加量，n_理论为浸出液中Fe³⁺全部还原为Fe²⁺所需的还原铁粉理论量。
（4）一定条件下，温度对钛水解率的影响如图2所示。结合化学平衡移动原理解释钛水解率随温度升高而增大的原因

浸出液存在Ti⁴⁺水解平衡：Ti⁴⁺+3H₂O⇌TiO（OH）₂+4H⁺，盐的水解反应是吸热反应，在其它条件不变时，升高温度，盐水解程度增大，导致钛水解率增大

浸出液存在Ti⁴⁺水解平衡：Ti⁴⁺+3H₂O⇌TiO（OH）₂+4H⁺，盐的水解反应是吸热反应，在其它条件不变时，升高温度，盐水解程度增大，导致钛水解率增大

。
Ⅱ.电解制备钛：偏钛酸煅烧得到二氧化钛（TiO₂），运用电化学原理在无水CaCl₂熔盐电解质中电解TiO₂得到海绵钛，装置如图3所示。
（5）电极X连接电源

正

正

（填“正”或“负”）极；写出电极Y上发生的电极反应式

TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-

TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-

。