题目内容
工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。
已知：TiOSO4遇水会水解。
（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为_____________。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的_____________（填字母序号）。
a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异 c. 氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是_____________（填操作名称）。
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理： ______________ 。
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为_____________。
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式：________________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释） ______________。
（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为_____________。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的_____________（填字母序号）。
a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异 c. 氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是_____________（填操作名称）。
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理： ______________ 。
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为_____________。
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式：________________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释） ______________。
（1）2Fe3+ + Fe === 3Fe2+
（2）b
（3）过滤
（4）溶液中存在平衡：TiO2+ + 2H2O
H2TiO3 + 2H+，当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3。
（5）MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ === Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O
（6）① 2O2- - 4e- == O2↑（同时写出C + O2 == CO2也可）或 C + 2O2- - 4e- == CO2↑
②制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO == 2Ca + O2↑， 2Ca + TiO2 == Ti + 2CaO，由此可见，CaO的量不变。
或： 制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：阴极：2Ca2+ + 4e- == 2Ca
阳极：2O2- - 4e- == O2↑ 2Ca + TiO2 ===Ti + 2CaO，由此可见，CaO的量不变。
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