Question

【題目】金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕等性質被廣泛用在高新科技材料和航天領域中。“硫酸法”生產鈦的原料是鈦鐵礦(主要成分是：FeTiO3，還含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金屬元素及脈石等雜質)；主要生產流程如下：

已知反應：①將鈦鐵礦與濃H2SO4煮解：FeTiO3＋2H2SO4(濃) TiOSO4(硫酸氧鈦)＋FeSO4＋2H2O。②加水熱分解硫酸氧鈦：TiOSO4＋(n＋1)H2OTiO2·nH2O＋H2SO4。

請回答下列問題：

（1）副產品甲是____________，可循環利用的物質是___________________________。

（2）上述生產流程中加入鐵屑的目的是_______________________________________。

（3）寫出中間產品乙與焦炭、氯氣在高溫下發生反應的方程式為：________________。

（4）“硫酸法”生產鈦排放的廢液對水體有哪些污染，請指出主要的兩點：

①_________________________________；②_______________________________。

針對其中一項污染，提出處理的方法： 。

Answer 1

【答案】 FeSO4·7H2O（名稱、俗名亦可） 硫酸（H2SO4） 防止Fe2+被氧化（合理答案均計分） TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO（寫CO2也給分） 酸污染、重金屬離子（Cu2+、Cr3+等）污染（合理答案均計分） 中和法、沉淀法（合理答案均計分）

【解析】試題分析：(1)從流程圖可知鐵元素進入副產品甲，硫酸與過量的鐵反應生成FeSO4，可循環利用的物質是硫酸。
(2)生產流程中加入鐵屑的目的是防止Fe2+被氧化; (3)鈦酸灼燒生成二氧化鈦和水，二氧化鈦與焦炭、氯氣在高溫下發生反應生成TiCl4和CO；
(4)“硫酸法”生產鈦排放的廢液是酸性，會產生酸污染;與Ti共存的其它重金屬的廢液對水體有污染。
解析：(1) 從流程圖可知鐵元素進入副產品甲，硫酸與過量的鐵反應生成FeSO4，副產品甲是FeSO4·7H2O，可循環利用的物質是硫酸。
(2)生產流程中加入鐵屑的目的是防止Fe2+被氧化;

(3)鈦酸灼燒生成二氧化鈦和水，二氧化鈦與焦炭、氯氣在高溫下發生反應生成TiCl4和CO，反應方程式為TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO；
(4)“硫酸法”生產鈦排放的廢液是酸性，會產生酸污染;與Ti共存的其它重金屬的廢液對水體有污染，處理的方法硫酸用石灰中和的方法、重金屬離子污染可通過沉淀法除去。