题目内容

12．工业上提炼TiO2的工艺流程如图所示：
（1）写出硫酸溶解钛铁精矿（FeTiO3）生成TiO2+的离子方程式FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
（2）副产物A的主要成分为FeSO4•7H2O．
（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的是促进水解趋于完全，得到更多的H2TiO3沉淀．
（4）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是水解得到的稀硫酸可以循环使用．
（5）工业上将TiO2和碳粉混合加热氯化生成的TiCl4，然后在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛，写出TiO2制备Ti的化学方程式：TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO、TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl2．

分析 钛铁精矿（FeTiO3）中加入稀硫酸，冷却、结晶、经充分反应后过滤，所得滤液中含有TiO2+、Fe2+、Fe3+等离子，滤渣为硫酸亚铁晶体，TiO2+水解生成H2TiO3和稀硫酸，过滤，得到沉淀B为H2TiO3，煅烧H2TiO3得到TiO2产品；
（1）FeTiO3与氢离子反应生成Fe2+、TiO2+、H2O；
（2）根据流程分析可知副产物A为 FeSO4•7H2O；
（3）加水稀释、加热均能促进TiO2+水解；
（4）根据流程可知稀硫酸循环使用；
（5）高温下，TiO2和碳粉、氯气反应生成TiCl4和CO；在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛和氯化镁．

解答 解：钛铁精矿（FeTiO3）中加入稀硫酸，冷却、结晶、经充分反应后过滤，所得滤液中含有TiO2+、Fe2+、Fe3+等离子，滤渣为硫酸亚铁晶体，TiO2+水解生成H2TiO3和稀硫酸，过滤，得到沉淀B为H2TiO3，煅烧H2TiO3得到TiO2产品；
（1）FeTiO3与氢离子反应生成Fe2+、TiO2+、H2O，其反应的离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O，故答案为：FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O；
（2）由流程分析可知副产物A为 FeSO4•7H2O，故答案为：FeSO4•7H2O；
（3）加水稀释、加热均能促进TiO2+水解，所以滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，促进TiO2+水解趋于完全，得到更多的H2TiO3沉淀，
故答案为：促进水解趋于完全，得到更多的H2TiO3沉淀；
（4）由流程可知：解钛铁精矿需要加入稀硫酸，TiO2+水解时生成H2TiO3和稀硫酸，则稀硫酸可以循环使用，符合绿色化学理念，
故答案为：水解得到的稀硫酸可以循环使用；
（5）高温下，TiO2和碳粉、氯气反应生成TiCl4和CO，其反应的方程式为：TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO；在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛和氯化镁，其反应的方程式为：TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl2；
故答案为：TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO；TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl2．

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和流程分析判断，掌握物质性质和实验操作流程是解题关键，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力．

练习册系列答案
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8．下列变化过程和对应的能量转化关系错误的是（　　）
A．植物光合作用：光能→生物质能B．太阳能热水器：太阳能→电能
C．石灰石高温分解：热能→化学能D．铅蓄电池：化学能→电能
3．某混合溶液中可能含有的离子如下表所示：
可能大量含有的阳离子H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的阴离子Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-
为探究其成分，进行了以下探究实验．
（1）探究一：
甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
①该溶液中一定不存在的阳离子是Mg2+、Fe3+、Ag+，一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；含有的阳离子其对应物质的量浓度之比为H+、NH4+、Al3+为2：3：1；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（2）探究二：
乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-，若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积（标准状况）的关系如下表所示，分析后回答下列问题：
Cl2的体积（标准状况）11.2L22.4L28.0L
n（Cl-）2.5mol3.5mol4.0mol
n（Br-）3.0mol2.5mol2.0mol
n（I-）x mol00
①当起始至通入Cl2的体积为22.4L时，溶液中发生反应总的离子方程式为4Cl2+2Br-+6I-=8Cl-+Br2+3I2；
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20．科罗拉多大学的克利斯托（S．Cristol）等人合成了一种有机分子，这种分子让他想起罗马的两面神Janus--罗马的守门神，克利斯托的同事迈金泰（Macintyre）就建议将该分子叫做Janusene．该有机物的结构简式如图所示，下列说法正确的是（　　）
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7．对于放热反应H2+Cl2=2HCl，下列说法正确的是（　　）
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