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金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”.工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如下:

已知:2H2SO4(浓)+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
(1)步骤I中发生反应的离子方程式:
Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O
Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O


(2)已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中.25℃时,难溶电解质溶解度(s)与pH关系如图1,TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因是
将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀
将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀

②TiO2+水解的离子方程式为
TiO2++2H2O⇌TiO(OH)2+2H+
TiO2++2H2O⇌TiO(OH)2+2H+

向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是
调节溶液pH值,促进TiO2+水解
调节溶液pH值,促进TiO2+水解
.当溶液pH接近
3
3
时,TiO(OH)2已沉淀完全.
(3)TiCl4
M
g
Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于
1412
1412
℃即可.
TiCl4 Mg MgCl2 Ti
熔点/℃ -25.0 648.8 714 1667
沸点/℃ 136.4 1090 1412 3287
(4)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用右图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛.写出阳极上所发生的反应式:
C+2O2--4e-=CO2
C+2O2--4e-=CO2

【答案】Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀;TiO2++2H2O⇌TiO(OH)2+2H+;调节溶液pH值,促进TiO2+水解;3;1412;C+2O2--4e-=CO2
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:54引用:2难度:0.3
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    (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)“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
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。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
     
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (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:0.1
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