题目内容
钛白粉（主要成分是Ti02），覆盖能力强，折射率高，无毒，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．如图是以钛铁矿（主要成分FeTi03，钛酸亚铁）为主要原料生产钛白粉的工艺流程图，回答下列问题：（1）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化，物质A是
（2）写出TiOS04溶液在加热条件下水解反应的离子方程式：
（3）为测定TiOS04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：3Ti02++Al+6H+═3Ti3++AP++3H20．过滤后，取出滤液20mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用酸式滴定管滴加0.1mol?L-1 FeCl3溶液，当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30mL FeC13溶液．待测钛液中TiOS04的物质的量浓度是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：钛铁矿（主要成分FeTi03，钛酸亚铁）经过80%硫酸分解，生成FeSO4和TiOS04溶液，为防止TiOS04溶液将FeSO4氧化，加入还原性物质铁粉，通过结晶，过滤得到FeSO4?7H2O晶体，在滤液中TiOS0下水解生成H2TiO3沉淀，经过过滤、烘干得到钛白粉，
（1）防止Fe2+被氧化，用铁粉；上述制备Ti02的过程中，可以得到的副产物是硫酸亚铁晶体，硫酸可以回收利用；
（2）强酸弱碱盐水解得到强酸和弱碱；
（3）利用关系式Ti02+----Ti3+-----Fe3+
1 1 1
求出TiOS04的物质的量浓度是．
（1）防止Fe2+被氧化，用铁粉；上述制备Ti02的过程中，可以得到的副产物是硫酸亚铁晶体，硫酸可以回收利用；
（2）强酸弱碱盐水解得到强酸和弱碱；
（3）利用关系式Ti02+----Ti3+-----Fe3+
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求出TiOS04的物质的量浓度是．
解答：
解：钛铁矿（主要成分FeTi03，钛酸亚铁）经过80%硫酸分解，生成FeSO4和TiOS04溶液，为防止TiOS04溶液将FeSO4氧化，加入还原性物质铁粉，通过结晶，过滤得到FeSO4?7H2O晶体，在滤液中TiOS0下水解生成H2TiO3沉淀，经过过滤、烘干得到钛白粉，
（1）因Fe2+易被氧气氧化生成Fe3+，为防止Fe2+被氧化，加入的物质A是铁粉，其反应原理为2Fe3++Fe=3Fe2+，同时不会引入新的杂质，制备Ti02的过程中，所得到的副产物是FeSO4?7H2O，可回收利用的物质是H2SO4，故答案为：铁粉；FeSO4?7H2O；H2SO4；
（2）TiOS04溶液在加热条件下水解反应的离子方程式可由流程图得知，Ti以H2TiO3沉淀的形式出现，即方程式为：TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+，
故答案为：TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+；
（3）反应的离子方程式为：Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+；Fe3+与Ti3+以1：1的形式反应，n（Fe3+）=30×10-3×0.1=0.003mol，即20 mL滤液中n（Ti4+）=0.003mol，由Ti元素守恒可知n（TiOS04）=0.003mol，则100 mL滤液中n（Ti4+）=0.015mol，待测钛液中TiOS04的物质的量浓度是c（TiOS04）=
=1.5mol?L-1，
故答案为：1.5mol?L-1．
（1）因Fe2+易被氧气氧化生成Fe3+，为防止Fe2+被氧化，加入的物质A是铁粉，其反应原理为2Fe3++Fe=3Fe2+，同时不会引入新的杂质，制备Ti02的过程中，所得到的副产物是FeSO4?7H2O，可回收利用的物质是H2SO4，故答案为：铁粉；FeSO4?7H2O；H2SO4；
（2）TiOS04溶液在加热条件下水解反应的离子方程式可由流程图得知，Ti以H2TiO3沉淀的形式出现，即方程式为：TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+，
故答案为：TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+；
（3）反应的离子方程式为：Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+；Fe3+与Ti3+以1：1的形式反应，n（Fe3+）=30×10-3×0.1=0.003mol，即20 mL滤液中n（Ti4+）=0.003mol，由Ti元素守恒可知n（TiOS04）=0.003mol，则100 mL滤液中n（Ti4+）=0.015mol，待测钛液中TiOS04的物质的量浓度是c（TiOS04）=
| 0.015 |
| 0.01 |
故答案为：1.5mol?L-1．
点评：本题是物质制备型工艺流程题，是近年高考的热点，主要考查了电解原理及应用、物质的量浓度的有关计算、盐类水解等知识点，难度中等．
练习册系列答案
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A、
| ||
B、
| ||
| C、M?NA g | ||
D、
|
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| A | B | C | D | |
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| 图示 |  |  |  |  |
| A、A | B、B | C、C | D、D |
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