Question

钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe 2 O 3 的钛铁矿（FeTiO 3 )，其生产过程如下： 已知：

钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe 2 O 3 的钛铁矿（FeTiO 3 )，其生产过程如下： 已知：TiOSO 4 可溶于水且易水解，H 2 TiO 3 难溶于水。试回答下列问题：(1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、 (填操作名称)；步骤④在实验室中常将试剂置于 (填仪器名称）中加强热。(2)步骤③中加入热水的作用是 。(3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO 4 ·7H 2 O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫，写出该反应的化学方程式： 。(4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO 4 ·7H 2 O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂，二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物（常用FeO·Fe y Cr x O 3 表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物，试求在酸性的含铬废水中，加入FeSO 4 ·7H 2 O的质量应为废水中六价铬（相当于CrO 3 )质量的 倍。

Answer 1

（共13分）  （1）过滤     （2分） 坩埚 （2分） （2）加热、稀释有利于促使TiO 2+ 水解生成H 2 TiO 3 （2分） （3）4FeSO 4 ·7H 2 O+O 2 2Fe 2 O 3 +4SO 3 +28H 2 O （3分） （4） 13.9 （4分）

试题分析：工艺流程题解题的关键是搞清加入什么物质，发生什么反应，如何分离，要将工艺的流程转化为物质的流程。首先在钛铁矿和Fe 2 O 3 中加入H 2 SO 4 溶解，再加入Fe进行还原，将Fe 3+ 转化为Fe 2+ ，然后通过冷却、结晶、过滤得到FeSO 4 ·7H 2 O固体以及滤液，在滤液中加入热水，促使TiO 2+ 发生水解生成H 2 TiO 3 ，最后转化为Ti。 （4）FeO·Fe y Cr x O 3 中，Cr为+3价，Fe为+3价，故x+y=2，根据电子得失守恒有Fe：Cr=3:1，可以设x=0.5，y=1.5；可以得出量的关系为2.5FeSO 4 ·7H 2 O~0.5CrO 3 ，故质量比为（2.5×278）：0.5×100=13.9。