二氧化钛是制取航天航空工业钛合金的重要原料．用钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁（FeTiO3），含少量Fe2O3、MgO、SiO2等杂质]作原料生产金属钛和绿矾（FeSO4•7H2O）等产品的一种工艺流程如下：|初中化学问答-字典翻译问答网

问题标题：

二氧化钛是制取航天航空工业钛合金的重要原料．用钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁（FeTiO3），含少量Fe2O3、MgO、SiO2等杂质]作原料生产金属钛和绿矾（FeSO4•7H2O）等产品的一种工艺流程如下：

问题描述：

已知：Ti有两种价态，在水溶液中主要以TiO2+（无色）、Ti3+（紫色）形式存在．

请回答下列问题：

（1）硫酸与FeTiO3反应生成TiOSO4的化学方程式是___．

（2）滤液1中加入适量铁粉，至刚好出现紫色为止，此时溶液仍呈强酸性．

已知：氧化性：Fe3+>TiO2+>H+．则加入铁粉的作用是___．

（3）滤液2中加入适量的试剂A，可选用___（填编号）．

a．稀H2SO4b．MgCO3c．通入CO2d．鼓入空气

（4）已知25℃，101kPa时，由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1

TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）△H3=+141kJ•mol-1

反应TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=___．

（5）用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如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．写出阴极区反应的电极总反应式是___．

（6）假如FeTiO3中的铁元素占矿物中铁元素总量的a%；某次生产中，向滤液1中加入纯铁粉为b kg，得到绿矾晶体的质量为cKg，整个过程中铁元素的总利用率为80%，Ti元素的转化率为90%，其他损失忽略不计．按上述流程，得到TiO2___kg（用数字和字母表示）．[已知：M（FeSO4•7H2O）=278g•mol-1]．

白云回答：

　　钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、SiO2等杂质）加入浓硫酸加热反应得到固体熔块，加入水水浸，得到浸取液中加入铁屑防止亚铁离子被氧化为铁离子，过滤得到X晶体为为绿矾（FeSO4•7H2O）晶体和滤液TiOSO4，加入水反应生成H2TiO3，高温煅烧得到二氧化钛，　　（1）钛铁矿主要成分FeTiO3与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，结合原子守恒配平书写化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O，故答案为：FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O；　　（2）加入铁屑至浸出液显紫色，说明浸出液中含有Ti3+，加入铁屑作还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+，故答案为：使Fe3+完全还原为Fe2+；同时避免过量的铁将TiO2+还原成Ti3+，影响产品的纯度；　　（3）富含的TiO2+溶液，加入MgCO3粉末与H+反应，降低了溶液中c（H+），使平衡TiO2++（n+1）H2O⇌TiO2•nH2O+2H+向生成TiO2•nH2O的方向移动，可得到TiO2粗产品，故答案为：b；　　（4）由△H3+△H1×2-△H2得：+141kJ•mol-1+（-393.5kJ•mol-1）×2-（-566kJ•mol-1）=-80KJ/mol，故答案为：-80KJ/mol；　　（5）电解时，阴极发生还原反应生成Ti，电极方程式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；　　（6）由FeTiO3中铁与钛的关系的钛的含量为：4856×a%

点击显示

化学推荐

热门化学推荐