Question

【题目】钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：

已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题：

（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有________________________；

（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_____________________。

（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是___________________________________。

（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是_____________________________________。

（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后，取无色滤液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用______________________（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是________________________________________________。

Answer 1

【答案】漏斗、玻璃棒 溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，当加入水稀释、升温后，平衡正向移动 TiCl4+4NaTi+4NaCl TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2- 酸式滴定管 溶液由无色变成红色且半分钟不褪色

【解析】

（1）操作1为过滤，用到的玻璃仪器除烧杯外还有，玻璃棒、漏斗；

（2）TiO2+在溶液中会发生水解反应TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，加水稀释并加热含TiO2+的溶液，会使TiO2+的水解不断正向移动；

（3）若要还原四氯化钛，则需选择金属活动性强于钛的金属来代替镁，因此在三种金属中只能选择Na，反应方程式为TiCl4+4NaTi+4NaCl；

（4）阴极上TiO2得电子生成Ti，电极反应式是TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2-；

（5）FeCl3溶液中三价铁离子水解使溶液显酸性，因此要选择酸性滴定管来进行滴定；三价铁离子能使KSCN溶液变为血红色，而反应后生成的二价铁离子则不能出现此现象，因此滴定终点时的现象是：溶液由无色变成红色且半分钟不褪色。