Question

（2011?武昌区模拟）钛是一种重要的金属，工业上用钛铁矿（FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质）为原料制钛白粉（TiO₂），TiO₂常通过两种方法还原可制得Ti．
其中，2H₂SO₄+FeTiO₃=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O．回答下列问题．
（1）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，该过程中发生反应的化学方程式有：
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O和

Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂ +H₂O

．
（2）滤液①中的溶质主要是FeSO₄，检验其中Fe²⁺的方法是：

取少许滤液①于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，然后滴入几滴氯水，溶液变为红色，说明其中含有Fe²⁺

．
（3）从TiOSO₄→H₂TiO₃需要加热，则加热的目的是

促进TiOSO₄的水解

．
（4）电解TiO₂来获得Ti是以TiO₂作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池．其阴极反应的电极反应式为

TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-

．
（5）因为TiO₂ （s）+2Cl₂ （g）TiCl₄（l）+O₂ （g）；△H=+151kJ/mol反应难于发生，所以工业上不能直接由TiO₂和Cl₂反应来制取TiCl₄．当反应体系中加入碳后，反应分如下两步进行（如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同）．
2C（s）+O₂（g）=2CO （g）；△H=-221kJ/mol．
TiO₂（s）+2C （s）+2Cl₂ （g）  TiCl₄ （l）+2CO （g）；△H=

-70 kJ/mol

．
（6）从化学平衡的角度解释：往TiO₂和Cl₂反应体系中加入碳后，能使反应TiO₂ （s）+2Cl₂ （g）TiCl₄（l）+O₂ （g）顺利进行的原因是

碳单质与氧气反应减小产物浓度，导致平衡向正反应方向移动，使反应顺利进行

．

Answer 1

分析：（1）根据钛铁矿中的杂质与碱反应；
（2）根据检验Fe²⁺的方法；
（3）根据TiOSO₄的水解；
（4）根据电解原理及题目信息；
（5）根据盖斯定律；
（6）从平衡移动的角度

解答：解：（1）钛铁矿含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，能与碱反应物质除了SiO₂还有Al₂O₃，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
    （2）因滤液①中的溶质主要是FeSO₄，所一先加几滴KSCN溶液，再加几滴氯水，观察溶液是否变为红色，故答案为：取少许滤液①于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，然后滴入几滴氯水，溶液变为红色，说明其中含有Fe²⁺．
    （3）因加热能够促进水解的进行，故答案为：促进TiOSO₄的水解．
    （4）因TiO₂作阴极，得到电子，被还原，得到单质Ti，故答案为：TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-_．
    （5）因热化学方程式遵循盖斯定律，第一个式子加上第二的式子得到第三个式子，故答案为：-70 kJ/mol
    （6）因减少生成物的浓度，平衡正向移动，故答案为：碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行．

点评：本题考查的知识点较多，试题的综合性较强，培养了学生解决问题的能力．