Question

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”．以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下：

回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成．副产品甲是

 

．
（2）上述生产流程中加入Fe屑的目的是

 

，检验副产品甲是否变质的实验方法是

 

．
（3）上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入

 

 溶解后除去．
（4）最近，用熔融法直接电解中间产品乙制取金属钛获得成功．写出电解乙制取金属钛的化学方程式

 

．

Answer 1

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：（1）加入过量铁屑后溶液中含有Fe²⁺离子，则过滤后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄）；
（2）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，加入铁屑，可防止Fe²⁺氧化；
（3）金属钛中混有少量杂质镁，可用盐酸除杂；
（4）电解熔融的二氧化钛可以得到金属钛．

解答： 解：（1）加入过量铁屑后溶液中含有Fe²⁺离子，则过滤后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄），故答案为：FeSO₄?7H₂O；
（2）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，加入铁屑，可防止Fe²⁺氧化，亚铁离子易被氧化为铁离子，检验副产品甲是否变质，只要检验其中是否有铁离子即可，实验方法是：取副产品甲少许溶于水，滴加适量KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，如果变血红色，证明已经变质，否则没变质，
故答案为：防止Fe²⁺氧化；取副产品甲少许溶于水，滴加适量KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，如果变血红色，证明已经变质，否则没变质；
  （3）金属钛中混有少量杂质镁，由题给信息钛的化学活性很小，仅能与氧气、氢氟酸等几种物质起反应可知，可用盐酸除杂，
故答案为：稀盐酸；
（4）煅烧钛酸可以得到二氧化钛，电解熔融的二氧化钛可以得到金属钛，即TiO₂

通电  .

Ti+O₂↑，故答案为：TiO₂

通电  .

Ti+O₂↑．

点评：本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意把握实验的基本原理和物质的性质．