四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白（二氧化钛）的主要原料，用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质），制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图：
已知：
Ⅰ．①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3++Fe═3Fe2+、2TiO2+（无色）+Fe+4H+═2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O、Ti3+（紫色）+Fe3++H2O═2TiO2+（无色）+Fe2++2H+；
Ⅱ．四氯化钛的熔点-25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃。
回答下列问题：
（1）用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的措施是：适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等（至少写2条），发生主要反应的离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2OFeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O。
（2）废渣的成分是SiO2SiO2。
（3）如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素取少量溶液，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明溶液中不含铁元素取少量溶液，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明溶液中不含铁元素。
（4）若将制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe（OH）3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，该温度下反应Fe（OH）3+3H+⇌Fe3++3H2O的平衡常数K=4.0×1044.0×104。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等。（只要求写出一项）
（6）要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用的方法是蒸馏（或分馏）蒸馏（或分馏）。
（7）用TiCl4水解生成TiO2•nH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2．写出TiCl4水解生成TiO2•nH2O的化学方程式TiCl4+（n+2）H2O⇌TiO2•nH2O+4HClTiCl4+（n+2）H2O⇌TiO2•nH2O+4HCl。
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等；FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O；SiO2；取少量溶液，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明溶液中不含铁元素；4.0×104；没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等；蒸馏（或分馏）；TiCl4+（n+2）H2O⇌TiO2•nH2O+4HCl
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：26引用：2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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