题目内容
【题目】金属钛被誉为“21世纪金属”。工业上用钛矿石(FeTiO3，含少量FeO、A12O3、SiO2等杂质)制得海绵钛的流程如下。
回答下列问题：
(1)要提高酸浸时钛矿石的溶解速率，请提供可行的措施_________________，酸浸时主要反应的化学方程式为________________________________。
(2)副产品中含有杂质[Al2(SO4)3]。要将副产品进一步提纯，请结合下图的绿矾溶解度曲线完成提纯过程：
将副产品溶于稀硫酸中，加入足量的铁粉，充分搅拌后，用NaOH溶液调节反应液的pH约为5，过滤沉淀后得到FeSO4溶液，______，过滤，用冰水洗涤，低温干燥，得到FeSO4·7H20晶体。
(3)高温时，由TiO2转化为TiC14的化学方程式为________________。在一定条件下，将足量TiO2(s)和固体炭放入密闭容器中，再通入C12进行反应至平衡，当改变外界条件时，TiC14(g)体积分数φ(TiCl4)变化的趋势如右图所示，由图判断：①该反应的△H____0(填“>”或“<”)。
②在750℃、100MPa和800℃、200MPa下C12的转化率分别为α1、α2，则α1______α2 (填“>”“<”或“=”)。
(4)常温下，H2TiO3的沉淀溶解平衡为H2TiO3(s)
TiO2+(aq)+2OH-(aq)，其溶度积常数Ksp=1.0×10-29mol3·L-3。若在TiOSO4溶液中加入NaOH溶液调pH使TiO2+完全沉淀(当离子浓度等于或小于10-5mol·L-1时可认为完全沉淀)，则此时溶液的pH至少为_________________。
【答案】 粉碎矿石，加热反应物 2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O 加热浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至室温（或0℃）结晶 TiO2+2Cl2+2C
TiCl4+2CO < > 2
【解析】（1）影响化学反应速率的因素有温度、反应物的浓度、压强、催化剂、反应物的表面积等，结合化工生产实际，要提高酸浸时钛矿石的溶解速率，可行的措施有：粉碎矿石，加热反应物等；酸浸时硫酸与钛矿石反应，主要反应的化学方程式为：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O；（2）过滤沉淀后得到FeSO4溶液，加热浓缩得到60 ℃饱和溶液，冷却至0 ℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥；(3)高温时，由TiO2与碳和氯气反应转化为TiC14的化学方程式为：TiO2+2Cl2+2C 
iCl4+2CO；①由图可知，随着温度的升高，TiC14(g)体积分数φ(TiCl4)减小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H<0；②在750℃、100MPa下TiC14(g)体积分数φ(TiCl4)比在800℃、200MPa下TiC14(g)体积分数φ(TiCl4)大，TiC14(g)体积分数φ(TiCl4)越大，C12的转化率越大，则α1>α2；(4) 当离子浓度等于或小于10-5mol·L-1时可认为完全沉淀，H2TiO3的沉淀溶解平衡为H2TiO3(s)
TiO2+(aq)+2OH-(aq)，根据Ksp=c(TiO2+)c2(OH-)=10-5mol·L-1×c2(OH-)=1.0×10-29mol3·L-3可得：c2(OH-)=1.0×10-24mol2·L-2, c(OH-)=1.0×10-12mol·L-1,则溶液的PH到少为2。
天天向上课时同步训练系列答案
阳光课堂同步练习系列答案
【题目】下列实验中，实验现象及结论都正确且两者具有因果关系的是
实验 | 现象 | 结论 | |
A | 向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化硫气体 | 有白色沉淀生成 | SO2与Ba(NO3)2反应得到BaSO3 |
B | 向FeI2的溶液中滴加少量的氯水 | 溶液颜色变深 | Cl2与Fe2+反应生成Fe3+ |
C | 向蔗糖溶液中加几滴稀硫酸，水浴加热5min后，再加新制Cu(OH)2后加热 | 无砖红色沉淀生成 | 蔗糖没有水解 |
D | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体 | 溶液红色变浅 | 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
A. A B. B C. C D. D
