Question

【题目】工业上以钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），含有MgO、SiO2等杂质）为原料，制备金属钛和铁红的工艺流程如下：

已知：酸溶时，FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+

（1）FeTiO3中Ti元素的化合价为_____价，铁红的用途为____________（任写一种）。

（2） “水解”中，发生反应的离子方程式为______________________________。

（3） “沉铁”中，生成的酸性气态产物的电子式为______________；该过程控制反应温度低于35℃，原因为_______________________________________。

（4）FeCO3转化为铁红时，发生的化学方程式为_______________________________。

（5）制得的FeCO3可加入足量的稀硫酸，则从溶液中获得绿矾的操作是_____________。

（6）电解生产钛时用TiO2 和石墨做电极，电解质为熔融的CaO，则阴极的反应式为_______。

Answer 1

【答案】+4 作红色油漆和涂料、冶铁等 防止碳酸氢铵分解 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤（干燥） TiO2+4e-=Ti+2O2-

【解析】

钛铁矿用硫酸溶液溶解，发生FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，过滤分离出滤渣1为SiO2，滤液中含有TiOSO4、FeSO4及未反应的硫酸等，水解生成H2TiO3，煅烧后电解氧化物生成Ti；滤液2含有Fe2+、Mg2+，加碳酸氢铵溶液沉淀亚铁离子，生成碳酸亚铁煅烧生成氧化铁；滤液3含镁离子，滤液3可用于制备Mg(OH)2，Qc＞Ksp时生成沉淀，以此来解答。

(1)FeTiO3中Ti元素的化合价为0-(+2)-(-2)×3=+4价。铁红的用途为制备红色颜料和油漆、冶炼铁等；

(2)“水解”中，发生反应的离子方程式为（或）；

(3)“沉铁”中，气态产物的电子式为；该过程需控制反应温度低于35℃，原因为防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)；

(4)FeCO3转化为铁红时，发生反应的化学方程式为；

(5)FeCO3溶于足量的稀硫酸得到FeSO4溶液，再将此溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤(干燥)等操作即可获得绿矾晶体；

(6)电解时，阴极发生还原反应生成Ti，电极方程式为TiO2+4e-=Ti+2O2-。