题目内容
【题目】钛及钛合金在航空航天领城具有重要的应用价值。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，另含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。以钛铁矿为原料制备钛的工艺流程如下图所示。
(1)为提高钛铁矿酸浸时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间、熔块粉碎外，还可以采用______________________(写一种方法)。
(2)硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图所示，据此判断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为___________。
钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，该反应的化学方程式：______________________。
(3)查阅资料可知：TiO2+与Fe3+水解转化为沉淀的pH接近；反应①Fe3++H2Y2===FeY－+2H+，K=1024.3)；反应②TiO2++H2Y2－=== TiO Y2－+2H+，K=1017.3。含钛铁溶液经EDTA(H2Y2－)处理后再调节pH，TiO2+水解生成偏钛酸[TiO (OH)2]沉淀，则TiO2+水解的离子方程式为：___________；Fe3+未转化为沉淀的原因是______________________。
(4)若将滤液2经___________冷却结晶、过滤一系列操作还可获得副产品绿矾(FsO4·7H2O)。滤液2经处理后，还可返回流程中使用的物质是______________________。
(5)利用下图所示装置在一定条件下由TiO2制取金属钛的化学方程式为__________________。阳极的电极反应式为______________________。
【答案】连续搅拌（或适当升高温度的合理答案均给分） 80~85% FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O TiO2-+2H2O
TiO(OH)2+2H+ 反应①的K远大于反应②，Fe3+主要转化为FeY- 蒸发浓缩 H2SO4 TiO2
O2↑+Ti 2O2—4e-=O2↑
【解析】
(1)提高钛铁矿酸浸时的浸出率，即加快反应速率，可以连续搅拌或适当升高温度；
(2)由图可知，硫酸质量分数为80~85%时钛、铁浸出率最高；FeTiO3与浓硫酸反应生成TiOSO4和FeSO4；
(3)TiO2+水解生成TiO(OH)2；由于反应①的K远大于反应②，Fe3+主要转化为FeY-，Fe3+未转化为沉淀；
(4)由流程可知，滤液2含有FeSO4和剩余硫酸，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤一系列操作还可获得副产品绿矾(FsO4·7H2O)。滤液2经处理后，还可返回流程中使用的物质是H2SO4；
(5)该装置为电解装置，由TiO2制取金属钛；阳极发生氧化反应。
(1)提高钛铁矿酸浸时的浸出率，即加快反应速率，可以连续搅拌或适当升高温度；
故答案为：连续搅拌或适当升高温度；
(2)由图可知，硫酸质量分数为80~85%时钛、铁浸出率最高；
FeTiO3与浓硫酸反应生成TiOSO4和FeSO4，化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O；
故答案为：80~85%；FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O；
(3)TiO2+水解生成TiO(OH)2，离子方程式为：TiO2-+2H2OTiO(OH)2+2H+；由于反应①的K远大于反应②，Fe3+主要转化为FeY-，Fe3+未转化为沉淀；
故答案为：TiO2-+2H2OTiO(OH)2+2H+；反应①的K远大于反应②，Fe3+主要转化为FeY-；
(4)由流程可知，滤液2含有FeSO4和剩余硫酸，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤一系列操作还可获得副产品绿矾(FsO4·7H2O)。滤液2经处理后，还可返回流程中使用的物质是H2SO4；
故答案为：蒸发浓缩；H2SO4；
(5)该装置为电解装置，由TiO2制取金属钛，化学方程式为TiO2O2↑+Ti；阳极发生氧化反应，电极反应式为2O2—4e-=O2↑；
故答案为：TiO2O2↑+Ti；2O2—4e-=O2↑。
名师金手指领衔课时系列答案【题目】从海水中提取并制备碳酸锂，可以提高海水的综合利用价值，满足工业上对碳酸锂的需求。制备碳酸锂的一种工艺流程如下：
已知：①海水中某些离子浓度如下：
离子 | Li+ | Mg2+ | Ca2+ | Mn2+ | Cl- |
浓度(mol/L) | 0.113 | 0.049 | 0.001 | 0.010 | 0.501 |
②碳酸锂的溶解度：
温度(℃) | 0 | 10 | 30 | 50 | 70 | 90 |
溶解度(g/L) | 1.54 | 1.43 | 1.25 | 1.08 | 0.91 | 0.83 |
几种难溶电解质的溶度积(25℃)：
物质 | Li2CO3 | MgCO3 | MnCO3 | CaCO3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 2.5×10-2 | 6.8×10-6 | 2.3×10-11 | 2.8×10-9 | 6×10-10 |
请回答下列问题：
精制除杂阶段的滤渣为MgCO3、______
写化学式
用HCl调pH为4～5的目的是_________。
二次除镁过程中，若使Mg2+浓度为6×10-4mol/L，应控制pH为______。
沉锂阶段，实际测得不同纯碱加入量条件下的碳酸锂沉淀结果如下表：
序号 |
| 沉淀质量(g) | Li2CO3含量(%) | 锂回收率(%) |
0.9:2.0 | 10.09 | 92.36 | 77.67 | |
1.0:2.0 | 10.97 | 90.19 | 82.46 | |
1.1:2.0 | 11.45 | 89.37 | 85.27 | |
1.2:2.0 | 12.14 | 84.82 | 85.85 |
综合以上信息及考虑实际生产时的原料成本，应按照______填序号中CO32-与Li+物质的量之比加入纯碱制备碳酸锂。
沉锂温度需控制在
，主要原因是______。
碳化分解具体过程为：①向碳酸锂与水的浆料中通入CO2气体，充分反应后，过滤；②加热滤液使其分解。写出②反应中的化学方程式：__________。写出在碳化分解中可循环利用物质的电子式：_________。
