Question

鈦是一種重要的金屬，工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃，含F(xiàn)eO、Al₂O₃、SiO₂ 等雜質(zhì)）為原料制鈦白粉（TIO₂），TiO₂常通過兩種方法可制得 Ti．

其中，2H₂SO₄+FeTiO₃=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O．回答下列問題．
（l）凈化鈦礦石時(shí)，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有：
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O 和

 

（2）濾液①中的溶質(zhì)主要是 FeSO₄，檢驗(yàn)其中Fe²⁺的方法是：

 

．
（3）從 TiOSO₄→H₂TiO₃需要加熱，則加熱的目的是：

 

．
（4）電解 TiO₂來獲得 Ti 是以 TiO₂作陰極，石墨為陽極，熔融CaO為電解液，用碳?jí)K作電解槽池．其陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：

 

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（5）從化學(xué)平衡的角度解釋：往TiO₂和Cl₂反應(yīng)體系中加入焦炭后，能使反應(yīng) TlO₂（s）+2Cl₂（g）═TlCl₄（l）+O₂（g）順利進(jìn)行的原因是：

 

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Answer 1

分析：（1）根據(jù)鈦鐵礦中的雜質(zhì)氧化鋁與堿反應(yīng)生成可溶的鋁鹽溶液來回答；
（2）根據(jù)Fe²⁺能被氧化劑掩蓋為三價(jià)鐵離子，鐵離子遇到硫氰酸根離子顯示紅色；
（3）根據(jù)TiOSO₄的水解平衡的影響因素知識(shí)來回答；
（4）根據(jù)電解原理：陰極上是發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（5）從平衡移動(dòng)的原理：減少生成物的濃度，化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答：解：（1）鈦鐵礦含F(xiàn)eO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，能與堿反應(yīng)物質(zhì)除了SiO₂還有Al₂O₃，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（2）因?yàn)V液①中的溶質(zhì)主要是FeSO₄，所一先加幾滴KSCN溶液，再加幾滴氯水，觀察溶液是否變?yōu)榧t色，故答案為：取少許濾液①于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，然后滴入幾滴氯水，溶液變?yōu)榧t色，說明其中含有Fe²⁺；
（3）從 TiOSO₄→H₂TiO₃是物質(zhì)水解的過程，加熱能夠促進(jìn)水解的進(jìn)行，故答案為：促進(jìn)TiOSO₄的水解；
（4）因TiO₂作陰極，得到電子，被還原，得到單質(zhì)Ti，故答案為：TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-；
（5）因減少生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，故答案為：碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動(dòng)，導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及金屬的冶煉原理、電解原理、亞鐵離子的檢驗(yàn)以及化學(xué)平衡的移動(dòng)原理等方面的知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．