Question

被称为“第三金属”的钛在现代科学技术上有着广泛的用途，例如用于制飞机的发动机、坦克、军舰等．工业上

被称为“第三金属”的钛在现代科学技术上有着广泛的用途，例如用于制飞机的发动机、坦克、军舰等．工业上常用钛铁矿（主要成分是FeTiO3，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料来制取金属钛．工艺流程如下：已知：2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O TiOSO4+2H2O 90℃ . H2TiO3↓+H2SO4回答下列问题：（1）试剂A的名称是______，矿渣的成分是______（填化学式0．（2）向滤液中加入试剂B时发生化学反应的离子方程式是______．（3）从TiOSO4溶液制H2TiO3需要加热的目的是______．（4）滤液需冷却至60℃左右，若温度过高会导致产品钛的收率降低，原因是______．（5）写出在氩气保护下，有TiCl4制Ti的化学方程式TiCl4+2Mg Ar .高温2MgCl2+TiTiCl4+2Mg Ar .高温2MgCl2+Ti．（6）点解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解波，用碳块作电解槽池，其阴极反应的电极反应式是______．（7）通常TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（I）+O2（g）△H=+151KJ/mol反应难以发生，工业上不能直接由TiO2和Cl2反应来制取TiCl4．当反应体系中加入炭后，上述反应就能顺利进行，其原因是______．

Answer 1

（1）钛铁矿[主要成分为FeTiO₃（钛酸亚铁，不溶于水）、Fe₂O₃及少量SiO₂杂质]加过量硫酸，FeTiO₃溶于过量硫酸，2H₂SO₄+FeTiO₃═TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O，生成Fe²⁺、TiO²⁺、H₂O，Fe₂O₃溶于过量硫酸，生成Fe³⁺离子，SiO₂杂质不溶于酸，过滤滤渣为SiO₂杂质，滤液为Fe²⁺、TiO²⁺、Fe³⁺，
故答案为：硫酸；SiO₂；
（2）经硫酸溶解后得到的Fe₂（SO₄）₃，而后面过滤得到的是FeSO₄?7H₂O，所以试剂B是铁粉，把Fe³⁺还原为Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）从 TiOSO₄→H₂TiO₃是物质水解的过程，加热能够促进水解的进行，
故答案为：促进TiOSO₄的水解；
（4）由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，会导致TiOSO₄提前水解，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃而经过滤进入FeSO₄?7H₂O中导致TiO₂产率降低，钛元素损失，
故答案为：温度过高，会导致TiOSO₄提前水解，钛元素损失；
（5）二氧化钛中，氧元素的化合价为-2价，因此钛元素的化合价为+4价；镁与四氯化钛在高温下反应生成氯化镁和金属钛TiCl₄+2Mg

Ar    .

高温

2MgCl₂+Ti，
故答案为：TiCl₄+2Mg

Ar    .

高温

2MgCl₂+Ti；
（6）因TiO₂作阴极，得到电子，被还原，TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-，得到单质Ti，
故答案为：TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-；
（7）TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）碳单质与氧气反应，因减少生成物的浓度，平衡正向移动，导致反应顺利进行，
故答案为：碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行；