Question

（2013?烟台模拟）【化学--化学与技术】

钛铁矿常用于冶炼金属钛，其主要成分为FeTiO₃，含有FeO、Fe₂O₃等杂质．
（1）浸取液加足量铁屑充分反应后过滤，浓缩滤液冷却至273K，可结晶得到副产品

FeSO₄?7H₂O

（填化学式）．常用乙醇洗涤该晶体，优点是

利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分，减少晶体的损失

．
（2）甲溶液主要成分是Ti（SO₄）₂和TiOSO₄．TiOSO₄是Ti（SO₄）₂第一步水解的产物，其反应原理为

Ti（SO₄）₂+H₂OTiOSO₄+H₂SO₄

．
（3）已知TiO₂熔融状态下不发生电离，电解时阴极反应式为

TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-

．
（4）钛在高温下与氧、碳、氮等元素结合能力极强．下列说法正确的是

ad．

．
a．冶炼金属钛时一定要隔绝空气和水
b．冶炼时可以使用耐高温的氧化铝坩埚
c．可用焦炭作还原剂制取高纯度的金属钛
d．炼钢时可加入金属钛避免氮气溶于钢水形成气泡．

Answer 1

分析：（1）加入铁粉可将Fe³⁺还原成Fe²⁺，过滤后滤液中含有FeSO₄；根据晶体表面附着水分，FeSO₄不溶于酒精，利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分，减少FeSO₄的损失．
（2）根据题目信息可知反应物为：Ti（SO₄）₂和水，生成物为：TiOSO₄和H₂SO₄；
（3）阴极上得电子反应还原反应生成金属钛；
（4）根据钛在高温下与氧、碳、氮等元素结合能力极强来分析；

解答：解：（1）过滤后滤液中含有FeSO₄，结晶后可得到FeSO₄?7H₂O晶体，故答案为：FeSO₄?7H₂O；FeSO₄不溶于酒精，利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分，减少FeSO₄的损失，故答案为：利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分，减少晶体的损失．
（2）反应物为：Ti（SO₄）₂和水，生成物为：TiOSO₄和H₂SO₄，反应方程式为：Ti（SO₄）₂+H₂O?TiOSO₄+H₂SO₄；故答案为：Ti（SO₄）₂+H₂O?TiOSO₄+H₂SO₄；
（3）电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为TiO₂+4e-=Ti+2O^2-．
故答案为：TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-；
（4）a．金属钛能与氧气和水反应，所以冶炼金属钛时一定要隔绝空气和水，故a正确；
b．金属钛能与氧化铝反应，故不能用氧化铝坩埚，故b错误；
c．焦炭作还原剂与钛能TiO₂反应生成Ti与一氧化碳，Ti能与一氧化碳反应，所以不可用焦炭作还原剂制取高纯度的金属钛，故c错误；
d．炼钢时可加入金属钛，钛能与氮气反应，避免氮气溶于钢水形成气泡，故d正确；
故选：ad；

点评：本题结合金属的冶炼，考查了实验原理、物质的性质、电极反应式的书写等知识点，难度不大．