Question

2．钛铁矿（主要成分是FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛的工业生产流程如图1所示．

（1）上述生产流程中加入铁屑的目的是将Fe³⁺还原为Fe²⁺．
（2）副产品是FeSO₄•7H₂O．
（3）写出由TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的离子方程式TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺．
（4）由TiO₂转化为TiCl₄的反应方程式是：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）$\stackrel{高温}{?}$TiCl₄（g）+2CO（g），
TiCl₄的百分含量随温度的变化如图2所示，升高温度时，K值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，加入铁屑，将Fe³⁺还原为Fe²⁺，可防止Fe²⁺氧化，趁热过滤，滤液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷却结晶，析出FeSO₄•7H₂O副产品，得到含有TiOSO₄的滤液，加入水，加热可水解生成H₂TiO₃，过滤得到H₂TiO₃，经煅烧可生成TiO₂，用氯气、碳反应可生成TiCl₄，高温条件下与镁反应可生成Ti；
（1）浓硫酸具有强氧化性，与Fe²⁺反应生成Fe³⁺，加入铁粉可将Fe³⁺还原成Fe²⁺；
（2）滤液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷却结晶，析出FeSO₄•7H₂O副产品；
（3）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃和氢离子；
（4）由图象可知，升高温度TiCl₄的百分含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，据此判断．

解答 解：（1）浓硫酸具有强氧化性，与Fe²⁺反应生成Fe³⁺，加入铁粉可将Fe³⁺还原成Fe²⁺，故答案为：将Fe³⁺还原为Fe²⁺；
（2）滤液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷却结晶，得到FeSO₄•7H₂O晶体，所以副产品为FeSO₄•7H₂O，故答案为：FeSO₄•7H₂O；
（3）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃和氢离子，水解方程式为TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺，
故答案为：TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺；
（4）平衡常数仅与温度有关，由图象可知，升高温度TiCl₄的百分含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，
故答案为：减小．

点评 本题考查工艺流程，题目难度中等，本题注意分析流程各反应物的转化，题中考查点较多，学习中注重相关知识、方法的积累．