Question

【题目】钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备二氧化钛，进一步制备钛单质,流程如图：

已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O，草酸（H2C2O4）具有很强还原性，易被氧化成二氧化碳。

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。

（2）钛铁矿加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为______ _________（填化学式）。

（3）含TiO2+ 溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是 。

（4）由滤液丙制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。

（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为 （用代数式表示）。

（6）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	-25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

反应②的方程式是___ ____。由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是___ _______。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据表中信息，需加热的温度略高于 ℃即可。

Answer 1

【答案】（1）+2 （2）SiO2 （3）TiO2-＋H2OTiO2↓＋2H+

（4）20：9（5）cVM/1000W 或 cVM/1000W ×100﹪

（6）TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti 防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用 1412

【解析】

试题分析：（1）化合物FeTiO3中氧元素和Ti元素的化合价分别是—2价和＋4价，则根据正负价代数和为0可知铁元素的化合价是＋2价。

（2）钛铁矿中只有二氧化硅与硫酸不反应，则加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为SiO2。

（3）含TiO2+ 溶液乙与水反应生成TiO2，根据原子守恒可知还有氢离子产生，则反应的离子方程式是

TiO2-＋H2OTiO2↓＋2H+。

（4）双氧水在反应中得到2个电子，草酸在反应中失去2个电子，则根据电子得失守恒可知，解得，即所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是20：9。

（5）反应中铁离子被还还原为亚铁离子，得到1个电子。Ti由＋3价升高到＋4价，失去1个电子，则根据电子得失守恒和原子守恒可知TiO2的质量是0.001VcM g，所以TiO2质量分数为。

（6）反应②是镁与四氯化钛的置换反应，则反应的方程式是TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti。镁是活泼的金属，易与氧气、氮气等反应，则由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，则温度应该略高于氯化镁的沸点1412℃即可。