题目内容
【题目】钛是一种重要的金属，以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
（1）滤液1中钛元素以TiO2+形式存在，则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________。
（2）物质A为________（填化学式），“一系列操作”为________。
（3）“水解”步骤中生成TiO2·xH2O，为提高TiO2·xH2O的产率，可采取的措施有________、________。（写出两条）。
（4）“电解”是以石墨为阳极，TiO2为阴极，熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________；若制得金属Ti 9.60g，阳极产生气体________mL（标准状况下）。
（5）将少量FeSO4·7H2O溶于水，加入一定量的NaHCO3溶液，可制得FeCO3，写出反应的离子方程式________；若反应后的溶液中c（Fe2+）=2×10-6mol·L-1，则溶液中c（CO32-）=________mol·L-1。（已知：常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1）
【答案】FeTiO3＋2H2SO4 
TiOSO4＋FeSO4＋2H2O Fe 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 加水稀释反应物 加碱中和生成的酸、加热等 TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ 4480（2分） Fe2+ + 2HCO3—＝FeCO3↓+CO2↑+ H2O 1×10—5
【解析】
钛铁矿和硫酸反应生成硫酸钛和硫酸亚铁，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，根据最后生成绿矾分析，中间有铁离子变成亚铁离子的过程，所以加入物质A为铁，硫酸亚铁溶液通过加热浓缩，冷却结晶，过滤得到硫酸亚铁晶体。根据电解池中阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子发生还原反应分析电极反应方程式。
（1）因钛铁矿主要成分为FeTiO3，且滤液1中钛元素以TiO2+形式存在，所以其主要反应化学方程式为FeTiO3＋2H2SO4 
TiOSO4＋FeSO4＋2H2O。
（2）该流程中还有副产物FeSO4·7H2O，故需将溶浸产物中的Fe3+除去，物质A为Fe，“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（3） “水解”反应为TiO2＋＋(x＋1)H2O===TiO2·xH2O↓＋2H＋，根据平衡移动原理，为提高TiO2·xH2O的产率可以加水稀释反应物、加碱中和生成的酸、加热等。
（4）“电解”过程中阴极反应：TiO2＋4e－===Ti＋2O2－，阳极反应：2O2－－4e－===O2↑，若制得金属Ti 9.60g，则n(Ti)=n(O2)=0.2mol，V(O2)=4480mL（标准状况下）。
（5）由题意知该反应化学方程式为：Fe2+ + 2HCO3—＝FeCO3↓+CO2↑+ H2O；由常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10—6 mol·L-1，KSP(FeCO3)=2.025×10—11 mol2·L-2，则c(CO32—)＝
= 1.013×10—5mol·L-1。
【题目】Ⅰ.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液 | 30mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液 |
② | 20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液 | 30mL 0.1mol·L-1KMnO4溶液 |
（1）该实验探究的是____因素对化学反应速率的影响。如图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是___（填实验序号）。
（2）若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下)，则在2min末，c(MnO4-)___ mol·L-1(假设混合液体积为50mL)。
（3）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定___来比较化学反应速率。
（4）小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂、②_____。
Ⅱ.一定温度下，将一定量的N2和H2充入固定体积的密闭容器中进行反应：
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
（1）下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有___。
A.容器内的压强不变
B.容器内气体的密度不变
C.相同时间内有3mol H-H键断裂，有6mol N-H键形成
D.c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2
E.NH3的质量分数不再改变
（2）若起始时向容器中充入10mol ·L-1的N2和15mol ·L-1的H2，10min时测得容器内NH3的浓度为1.5mol ·L-1。10min内用N2表示的反应速率为___；此时H2的转化率为___。
