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试题详情

工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主

要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知:TiOSO4遇水会水解。

(1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为 。

(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的 (填字母序号)。

a. 熔沸点差异

b. 溶解性差异

c. 氧化性、还原性差异

(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是 (填操作名称)。

(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:

(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰

(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为 。

(6)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,利用下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。

①写出阳极所发生反应的电极反应式: 。

②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释) 。

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试题答案

见解析。

试题解析

(1)2Fe3+ + Fe === 3Fe2+

(2)b

(3)过滤

(4)溶液中存在平衡:TiO2+ + 2H2O  H2TiO3 + 2H+,当加入热水稀释、升温后,

平衡正向移动,生成H2TiO3。 

(5)MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ === Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O

(6)① 2O2- - 4e- == O2

或 C + 2O2- - 4e- == CO2

②制备TiO2时,在电解槽发生如下反应:

由此可见,CaO的量不变。

或:  制备TiO2时,在电解槽发生如下反应:

阴极:2Ca2+ + 4e- == 2Ca      

阳极:2O2- - 4e- == O2

由此可见,CaO的量不变。

少年,再来一题如何?
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