题目内容

18．科学技术在不断进步，化学也是如此，二十一世纪钛将成为铁、铝之后的第三大金属，工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图所示．钛铁矿的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，FeTiO3溶于酸后Ti元素以TiO2+存在，TiOSO4遇水会水解．

请根据以上信息回答下列问题：
（1）②中加入铁粉的目的是除去Fe3+，检验其是否全部除尽的方法是取少量②溶液与试管中，加入少量KSCN溶液，若溶液不变成血红色则证明Fe3+全部除尽．
（2）③中混合物分离的依据是b（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）②、③、④中均需要进行的操作是过滤（填操作名称）．
（4）写出④的离子方程式：TiO2++2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2TiO3+2H+；该过程在热水中操作的目的是由于水解反应吸热，升高温度有利于水解平衡向正反应方向移动，提高H2TiO3的产率．
（5）利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应可生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．

分析 钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），FeTiO3溶于硫酸后Ti元素以TiO2+存在，过滤得到溶液1，溶液1中加入铁粉还原铁离子生成亚铁离子过滤得到溶液2中含有TiO2+，FeSO4，冷却结晶过滤得到硫酸亚铁晶体和滤液3，在热水中加热析出沉淀H2TiO3，煅烧H2TiO3得到TiO2，
（1）转化关系中生成的离子分析判断发生反应的物质和离子及其生成的离子，铁还原铁离子为亚铁离子；
（2）根据物质溶解度本题分析析出晶体的条件应用；
（3）依据操作过程中形成的物质溶解性和分离目的分析回答；
（4）依据二氧化锰的氧化性氧化亚铁离子分析氧化还原反应生成二价锰的化合物，结合电荷守恒和原子守恒写出；
（5）废液中含有亚铁离子和氢离子，废液与二氧化锰发生氧化还原反应生成铁离子、锰离子和水．

解答 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：2Fe3++Fe=3Fe2+，②中加入铁粉的目的是除去Fe3+；
检验铁离子通常用硫氰化钾，方法为：取少量②溶液与试管中，加入少量KSCN溶液，若溶液不变成血红色则证明Fe3+全部除尽，
故答案为：除去Fe3+；取少量②溶液与试管中，加入少量KSCN溶液，若溶液不变成血红色则证明Fe3+全部除尽；
（2）步骤③冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，利用的是物质溶解度的不同，通过冷却热饱和溶液得到，
故答案为：b；
（3）②③④步骤的操作过程中都得到沉淀或晶体，所以需要过滤得到固体和溶液，
故答案为：过滤；
（4）④的离子方程式为：TiO2++2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2TiO3+2H+，④中使用热水的目的是促进TiO2+水解生成H2TiO3，分离出固体加热得到TiO2，该过程在热水中操作的目的是由于水解反应吸热，升高温度有利于水解平衡向正反应方向移动，提高H2TiO3的产率，
故答案为：TiO2++2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2TiO3+2H+；由于水解反应吸热，升高温度有利于水解平衡向正反应方向移动，提高H2TiO3的产率；
（5）生产过程中的废液中含有Fe2+、H+，与软锰矿（主要成分为MnO2）发生氧化还原反应生成硫酸锰（MnSO4，易溶于水），反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，
故答案为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．

点评 本题考查了物质分离与提纯方法及基本操作的综合应用，题目难度中等，根据以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程明确实验原理为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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8．等质量的下列物质所含分子数最多的是（　　）
A．金刚石B．臭氧C．干冰D．纯碱
9．某拟卤素离子可以和Fe3+形成血红色配合物，这是鉴定Fe3+的特效反应，该拟卤素离子是SCN-．
6．下列物质中熔点高低关系正确的是（　　）
A．NaCl＞NaFB．BaO＞CaOC．H2S＞H2OD．SiO2＞CO2
13．能用键能大小解释的事实是（　　）
A．稀有气体化学性质很稳定B．硝酸易挥发，而硫酸难挥发
C．氮气的化学性质比氧气稳定D．常温常压下，溴呈液态，碘呈固态
3．1mol•L-1 NaCl溶液的含义是（　　）
A．1L水中含有1mol NaCl
B．溶液中含有1mol NaCl
C．1L溶液中含有58.5g NaCl
D．将58.5g NaCl溶于1L水中所得的溶液
10．下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是（　　）
A．可以用酒精灯直接加热锥形瓶和容量瓶
B．用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体
C．蒸馏时温度计水银球应高于蒸馏烧瓶支管口
D．振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞
7．“大象牙膏”的实验操作是向30%的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰和表面活性剂，现象如图．
（1）主要反应的化学方程式是2H2O2═2H2O+O2↑．
（2）过氧化氢被称为绿色氧化剂，原因是bc（填序号）．
a．过氧化氢具有强氧化性
b．过氧化氢的还原产物是水
c．过量的过氧化氢能自行分解
（3）制取过氧化氢的过程如图：

①用氧化钡制取过氧化钡的反应属于ac反应（填序号）．
a．化合      b．分解      c．氧化还原
②用过氧化钡制取过氧化氢的化学方程式是H2SO4+BaO2═BaSO4+H2O2．
（4）以重晶石为原料制取过氧化氢，制得的过氧化氢浓度低且能耗高．有人提出下列制取过氧化氢的方案，从原理上分析合理的是ac（填序号）．
a．在一定条件下，O2氧化H2O
b．在一定条件下，H2还原H2O
c．在一定条件下，O2氧化H2．
16．下列转化不能一步实现的是（　　）
A．Al→NaAlO2B．Fe→Fe3O4C．S→SO3D．Si→SiO2

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