题目内容

钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe2O3的钛铁矿（FeTiO3)，其生产过程如下：

已知：TiOSO4可溶于水且易水解，H2TiO3难溶于水。试回答下列问题：

(1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、      (填操作名称)；步骤④在实验室中常将试剂置于     (填仪器名称）中加强热。

(2)步骤③中加入热水的作用是                    。

(3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫，写出该反应的化学方程式：                         。

(4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂，二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物（常用FeO·FeyCrxO3表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物，试求在酸性的含铬废水中，加入FeSO4·7H2O的质量应为废水中六价铬（相当于CrO3)质量的              倍。

 

【答案】

（共13分） 

（1）过滤      （2分）  坩埚  （2分）

（2）加热、稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3（2分）

（3）4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O  （3分）

（4） 13.9  （4分）

【解析】

试题分析：工艺流程题解题的关键是搞清加入什么物质，发生什么反应，如何分离，要将工艺的流程转化为物质的流程。首先在钛铁矿和Fe2O3中加入H2SO4溶解，再加入Fe进行还原，将Fe3+转化为Fe2+，然后通过冷却、结晶、过滤得到FeSO4·7H2O固体以及滤液，在滤液中加入热水，促使TiO2+发生水解生成H2TiO3，最后转化为Ti。

（4）FeO·FeyCrxO3中，Cr为+3价，Fe为+3价，故x+y=2，根据电子得失守恒有Fe：Cr=3:1，可以设x=0.5，y=1.5；可以得出量的关系为2.5FeSO4·7H2O~0.5CrO3，故质量比为（2.5×278）：0.5×100=13.9。

考点：本题以工艺流程为基础，考查了元素及化合物、化学实验基本操作、氧化还原反应及化学计算等相关知识。

 

练习册系列答案
相关题目
原子结构与元素周期表存在着内在联系．根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素原子的价电子排布式为：
3d24s2
3d24s2
．
（2）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d64s2
．
（3）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：
Si、S
Si、S
．
氧化还原反应是一类重要的反应．回答下列问题：
（1）氧化还原反应在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途．
①金属冶炼涉及氧化还原反应．许多金属的冶炼过程为：将金属氧化物（如Fe2O3）与具有特殊性质的物质（如CO）在一定条件下反应，从而得到该金属．从氧化还原反应的角度看，金属冶炼过程中，与金属氧化物反应的物质应具有
还原性
还原性
（填化学性质）．
②钛被誉为21世纪金属．工业中通常用钠与钛的卤化物（TiCl4）共热来得到金属钛．该反应的化学方程式
TiCl4+4Na=4NaCl+Ti
TiCl4+4Na=4NaCl+Ti

（2）有些氧化还原反应却有危害．例如钢铁的腐蚀、食物的腐败等等．因此，要想方设法阻碍此类氧化还原反应的发生．
①罐头厂在装食物罐头时，添加一些防腐剂，防止食物被空气中的氧气氧化而变质．从氧化还原反应角度看，防腐剂具有
还原
还原
性．
②在氧化还原反应中，氧化和还原、氧化剂和还原剂总是同时存在的．根据这一知识，如何有效避免有危害的氧化还原反应的发生（可通过实例说明）．
答：
采用给金属覆盖保护层（如涂油漆、电镀等），真空包装食物等形式，使金属或食物与氧化剂隔离，从而阻止氧化还原反应发生
采用给金属覆盖保护层（如涂油漆、电镀等），真空包装食物等形式，使金属或食物与氧化剂隔离，从而阻止氧化还原反应发生
．
请你回答下列问题：
（1）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素原子的价电子排布式为：
3d24s2
3d24s2
．配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子的符号为
Ti3+
Ti3+
，配位数为
6
6
．
（2）写出原子序数为26的元素原子的核外电子排布式：
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d64s2
．
（3）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：
Si
Si
和
S
S
．

钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”．工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti．其反应如下：

①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO

②TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2

回答下列问题：

(1)Ti元素原子的价电子排布式为________．

(2)与CO互为等电子体的分子是________．

(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体．

①TiCl4为________化合物(填“离子”或“共价”)．

②TiCl4分子为正四面体形，则Ti为________杂化．

③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是________．

④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是________(填操作名称)．

(4)配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子化合价为________，中心离子配位数为________．

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