Question

【題目】金屬鈦性能優(yōu)越，被稱(chēng)為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”。鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))可用來(lái)制備TiO2，同時(shí)得到副產(chǎn)品綠礬(FeSO4·7H2O)，工藝流程如圖所示：

已知：①FeTiO3＋2H2SO4＝FeSO4＋TiOSO4＋2H2O

②TiO2＋易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中

（1）酸浸I中Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：_____________________。

（2）過(guò)程II中加入適量鐵屑的目的是_____________________________。

（3）分離III中步驟②得到綠礬的操作是__________________________。

（4）由濾液IV提取TiO2的過(guò)程如下：

①請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋濾液加熱煮沸的目的：_______________。

②由2Mg＋TiCl4→Ti＋2MgCl2反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)如表信息，需加熱的溫度略高于______℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔點(diǎn)/℃	-26.0	648.8	714	1667
沸點(diǎn)/℃	136.4	1090	1412	3287

Answer 1

【答案】Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O 將Fe3+還原為Fe2+ 加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動(dòng)，有利于生成Ti(OH)4 1412

【解析】

（1）Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水；

（2）鐵屑可以將鐵離子還原為亞鐵離子；

（3）根據(jù)綠礬的溶解度隨溫度升高而增大的特點(diǎn)分析；

（4）①根據(jù)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，進(jìn)行分析；②根據(jù)Mg、MgCl2、Ti的熔沸點(diǎn)分析。

（1）Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O；

答案：Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O；

（2）過(guò)程II中加入適量鐵屑的目的是將Fe3+還原為Fe2+；

答案：將Fe3+還原為Fe2+；

（3）綠礬的溶解度隨溫度升高而增大，分離III中步驟②得到綠礬的操作是加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

答案：加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

（4）①該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動(dòng)，有利于生成Ti(OH)4 ；

答案：該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動(dòng)，有利于生成Ti(OH)4；

②Mg、MgCl2的沸點(diǎn)最高是1412℃，而Ti的熔點(diǎn)為1667℃，所以當(dāng)溫度略高于1412℃時(shí)Mg、MgCl2以氣體的形式除去，得到Ti；

答案：1412。