题目内容

13．二氧化钛是钛的重要化合物，钛白（纯净的二氧化钛）是一种化学性质稳定的白色颜料．从钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、SiO2等杂质）制取二氧化钛，常用硫酸法（浓硫酸过量），其流程如下：
（1）钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，该反应的化学方程式为FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O
（2）为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间外，适宜的条件还可以选择熔块粉碎（或连续搅拌、适当升高温度等）．（任写一个条件即可）
（3）浸取液与铁屑反应的所有离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+；Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（4）过滤时所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒和烧杯．
（5）第③步反应化学方程式TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4．

分析 钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、SiO2等杂质）加入浓硫酸加热反应得到固体熔块，加入水水浸，得到浸取液中加入铁屑防止亚铁离子被氧化为铁离子，过滤得到X晶体为为绿矾（FeSO4•7H2O）晶体和滤液TiOSO4，加入水反应生成H2TiO3，高温煅烧得到二氧化钛．
（1）钛铁矿主要成分FeTiO3与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，结合原子守恒配平书写化学方程式；
（2）为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率可以连续搅拌，升高温度，循环浸取、延长时间、熔块粉碎等；
（3）浸取液中含有铁离子可与铁反应生成亚铁离子，浸取液中含有硫酸，也可以与铁发生反应；
（4）根据过滤操作的原理、使用的仪器进行分析解答；
（5）第③步反应是TiOSO4加入水反应生成H2TiO3和硫酸的反应．

解答 解：钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、SiO2等杂质）加入浓硫酸加热反应得到固体熔块，加入水水浸，得到浸取液中加入铁屑防止亚铁离子被氧化为铁离子，过滤得到X晶体为为绿矾（FeSO4•7H2O）晶体和滤液TiOSO4，加入水反应生成H2TiO3，高温煅烧得到二氧化钛．
（1）钛铁矿主要成分FeTiO3与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，结合原子守恒配平书写化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O，
故答案为：FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O；
（2）为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率，适宜的条件可以选择，连续搅拌能加快水分子运动速度，升高温度，循环浸取、延长时间、熔块粉碎等，
故答案为：熔块粉碎（或连续搅拌、适当升高温度等）；
（3）浸取液中含有铁离子可与铁反应生成亚铁离子，浸取液中含有硫酸，也可以与铁发生反应，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（4）过滤中用到的仪器有：铁架台、玻璃棒、烧杯、漏斗等，其中用到的三种玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒；烧杯用来盛放液体，漏斗用于过滤，玻璃棒用来引流和搅拌，
故答案为：漏斗；玻璃棒；
（5）第③步反应是TiOSO4加入水反应生成H2TiO3和硫酸的反应 的化学方程式为：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4，
故答案为：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4．

点评 本题考查了硫酸法制取二氧化钛实验，涉及物质提纯、分离、制备等流程分析判断，把握物质的性质、反应原理、实验技能为解答的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．下列叙述中，错误的是（　　）
A．原子半径：Na＞Si＞ClB．还原性：Na＞Mg＞Al
C．稳定性：SiH4＞H2S＞HClD．酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4
4．某工业废水中含有大量的FeSO4，较多的CuSO4和少量Na2SO4．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图（如图1），完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．（可供选择的试剂为铁粉、稀H2SO4、NaOH溶液）

（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所需玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）固体E的成分为Fe和Cu，加入的试剂c为稀硫酸．
（3）加入试剂a的目的是将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离．
（4）操作IV得到FeSO4•7H2O晶体的操作为蒸发浓缩、降温（冷却）结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）实验室用上述实验获得的硫酸亚铁晶体配制500mL 0.40mol/L FeSO4溶液．
①配制溶液时，进行如下操作：a．定容；b．计算；c．溶解；d．摇匀；e．转移；f．洗涤；j．称量．按照操作顺序依次为bjcefad（填序号）．
②某同学转移溶液的操作如图2所示，图中仪器的名称是烧杯和500mL容量瓶，该同学操作中的错误是未用玻璃棒引流．
1．下列关于金属Na的叙述中，说法正确的是（　　）
A．Na在常温下，与空气中的氧气不反应，所以Na不活泼
B．Na在空气中燃烧，发出黄色火焰，产物是Na2O
C．Na是银白色金属，硬度大、熔点高
D．Na应保存在煤油中
8．A、C、D、E、F五种物质中均含钠元素，A、C、D与盐酸反应均生成E，而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊．D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体B．请回答下列问题：
（1）写出A、B、C、E、F的化学式
ANaOH；BO2；CNa2CO3； ENaCl；FNa2O2
（2）写出下列反应的离子方程式：
①D+盐酸HCO3-+H+═H2O+CO2↑．②F+水2Na2O2+2H2O=Na++OH-+O2↑．
18．Aspernigerin对癌细胞具有较强的抑制作用，其合成路线如下：

回答下列问题：
（1）物质B中官能团的名称为羧基和溴原子．
（2）反应②的无机产物为NaCl．
（3）写出③的反应方程式．
（4）反应④的反应类型是取代反应．
（5）写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式．
①能使溴水褪色             ②苯环上有两个取代基
③苯环上的一氯代物有两种   ④分子中有5种不同化学环境的氢
（6）以CH3CH2OH和为原料，利用上述有关信息，写出制备的合成路线流程图（无机试剂任用）．合成路线流程图例如下：CH2═CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH．
5．（燃料电池）宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2+O2=2H2O，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和介质溶液的pH的变化，若电解质溶液为KOH时又如何？
2．有四种短周期元素（除稀有气体之外）X、Y、M、N，其中X是短周期中金属性最强的元素；Y原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍，是电子层数的2倍；M的单质是一种有色气体，可用于自来水的消毒；N的最高价氧化物对应的水化物是药物胃舒平的有效成分，该药物用于治疗胃酸过多．下列说法正确的是（　　）
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3．下列名词中，不属于物理量的是（　　）
A．长度B．时间C．物质的量D．摩尔

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