Question

【题目】用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁，产生一种固体废料，主要成分如下表。

通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用，并得到纳米二氧化钛和分子筛。

请回答下列问题：

(1)步骤①②③中进行分离操作的名称是____，

(2)下列固体废料的成分中，不属于碱性氧化物的是____（填字母序号）。

a. TiO2 b.MgO c.SiO2 d.CaO

(3)熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为500℃，理由是____。

(4)滤液①中溶质的成分是____。

(5)步骤②中发生反应的离子方程式是 ___。

(6)将步骤③中制取分子筛的化学方程式补充完整：______

根据成分表中数据，计算10 kg固体废料，理论上应再加入Na2 Si03物质的量的计算式是n( Na2SiO3)=____mol（摩尔质量/g/mol ：SiO2 60 Al2O3 102）。

Answer 1

【答案】 过滤 a、c 400℃钛的提取率太低，600℃钛的提取率提高不多，从节约能源，降低生产成本角度考虑，500℃最适宜 NaAlO2、Na2SiO3、NaOH Na2TiO3+2H+=H2TiO3+2Na+ 6 NaAlO2 10NaOH

【解析】（1）步骤①②③操作过后都得到滤渣和滤液，所以都是过滤操作。

（2）碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物，题中TiO2和SiO2一般不与酸反应，所以选择a和c。

（3）从图像可以看出400℃钛的提取率太低，600℃钛的提取率提高不多，从节约能源，降低生产成本角度考虑，500℃最适宜。

（4）SiO2和Al2O3与过量NaOH反应的产物分别为Na2SiO3 和NaAlO2，故答案为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。

（5）步骤二是由于加入了稀盐酸使Na2TiO3转化为H2TiO3，Na2TiO3为固体，故答案为强酸制备弱酸的方程式Na2TiO3+2H+=H2TiO3+2Na+。

（6）根据元素守恒配平，答案为6 NaAlO2;10NaOH。根据上一问的方程式Na2SiO3 和NaAlO2的比应为1:1，根据图表的数据原料中NaAlO2的物质的量为2×10000×19.34%/102，Na2SiO3的物质的量为10000×5.39%/60，故需要加入的Na2SiO3的物质的量为两者的差值为。