Question

（2012?南通模拟）钛白粉（主要成分是TiO₂），广泛用于油漆、塑料、造纸等行业，还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂．下图是以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料生产钛白粉并获得副产品FeSO₄?7H₂O的工艺流程图．

（1）钛铁矿与硫酸发生反应①的化学方程式为

FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O

；在TiOSO₄和FeSO₄溶液中加入Fe的目的是

防止Fe²⁺被氧化，以获得纯净的副产品FeSO₄?7H₂O

．
（2）溶液Ⅱ中TiOSO₄在加热条件下发生水解反应②的离子方程式为

TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺

；可回收利用的物质是

H₂SO₄

．
（3）为测定溶液Ⅱ中TiOSO₄的含量，首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO²⁺+Al+6H⁺=3Ti³⁺+Al³⁺+3H₂O．过滤后，取出滤液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用

酸式滴定管

（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol?L^-1 FeCl₃溶液，当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30.00mL FeC1₃溶液．待测钛液中TiOSO₄的物质的量浓度是

1.50mol?L^-1

．

Answer 1

分析：（1）根据反应物和生成物写出化学方程式；Fe²⁺具有较强的还原性；
（2）根据反应物和生成物及质量和电荷守恒定律写出化学方程式，根据产物确定可回收利用的物质；
（3）准确滴加氯化铁溶液可使用酸式滴定管；根据元素守恒计算待测钛液中TiOSO₄的物质的量；

解答：解：（1）反应物有FeTiO₃，H₂SO₄；生成物有：TiOSO₄和FeSO₄，化学方程式为FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；Fe²⁺具有较强的还原性，加入Fe可防止Fe²⁺被氧化，
故答案为：FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；防止Fe²⁺被氧化，以获得纯净的副产品FeSO₄?7H₂O；
（2）TiOSO₄与水反应生成H₂TiO₃，离子方程式为TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；反应生成硫酸，硫酸可回收利用，
故答案为：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；H₂SO₄；
（3）准确滴加氯化铁溶液可使用滴定管，氯化铁有较强的氧化性，应用酸式滴定管；
设滤液Ti³⁺的物质的量为X．
Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺
1             1
X           0.1000mol?L^-1×0.03L
解得X=0.1000mol?L^-1×0.03L=0.003mol
则待测钛液中TiOSO₄的物质的量=0.003mol×5=0.015mol
根据C=

n

V

=

0.015mol

0.01L

=1.50 mol?L^-1
故答案为：酸式滴定管；1.50 mol?L^-1；

点评：本题考查常见金属元素的单质及其化合物的综合应用，难度适中，注意根据元素守恒和C=

n

V

解题．