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-+H2OAl2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2OSiO2+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 33时,TiO(OH)2已沉淀完全.
(3)TiCl4MgTi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 14121412℃即可.
M
g
TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti | |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
C+2O2--4e-=CO2↑
C+2O2--4e-=CO2↑
.【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【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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