（2014•河南模拟）钛合金是航天航空工业的重要材料．由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一

来源：学生作业帮编辑：搜搜考试网作业帮分类：化学作业时间：2024/06/23 09:06:45

（2014•河南模拟）钛合金是航天航空工业的重要材料．由钛铁矿（主要成分是TiO₂和Fe的氧化物）制备TiO₂等产品的一种工艺流程示意如下：

已知：①TiO²⁺易水解，只能存在于强酸性溶液中
②TiCl₄的熔点-25.0℃，沸点136.4℃；SiCl₄的熔点-68.8℃，沸点57.6℃
回答下列问题：
（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO₂反应的离子方程式______加入铁屑的作用是______．
（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有______．
（3）向“富含TiO²⁺溶液”中加入Na₂CO₃粉末得到固体TiO₂•n H₂O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因______，废液中溶质的主要成分是______（填化学式）．
（4）用金红石（主要含TiO₂）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：

写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式

TiO₂+2C+2Cl₂

900℃

钛铁矿中加入稀硫酸，经充分反应后过滤，所得滤液中含有TiO²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等离子，从溶液中得到硫酸亚铁晶体，应经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后得到富含的TiO²⁺溶液，加入Na₂CO₃粉末与H⁺反应，降低了溶液中c（H⁺），使平衡TiO²⁺+（n+1）H₂O⇌TiO₂•n H₂O+2H⁺向生成TiO₂•n H₂O的方向移动，可得到TiO₂粗产品，
（1）由题给反应流程可知TiO₂与酸反应生成TiO²⁺，则反应的离子方程式为TiO₂+2H⁺=TiO²⁺+H₂O，加入铁屑，可得到硫酸亚铁晶体，说明加入铁屑的作用是使Fe³⁺还原为Fe²⁺，
故答案为：TiO₂+2H⁺=TiO²⁺+H₂O；使Fe³⁺还原为Fe²⁺；
（2）从溶液中得到硫酸亚铁晶体，应经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤等操作，有时需要洗涤晶体，以除去表面吸附的离子，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤）；
（3）富含的TiO²⁺溶液，加入Na₂CO₃粉末与H⁺反应，降低了溶液中c（H⁺），使平衡TiO²⁺+（n+1）H₂O⇌TiO₂•n H₂O+2H⁺向生成TiO₂•n H₂O的方向移动，可得到TiO₂粗产品，在整个制备流程中分别加入硫酸和碳酸钠，则废液中主要含有硫酸钠，即Na₂SO₄，
故答案为：溶液中存在水解平衡TiO²⁺+（n+1）H₂O⇌TiO₂•n H₂O+2H⁺，加入的Na₂CO₃粉末与H⁺反应，降低了溶液中c（H⁺），促进水解平衡向生成TiO₂•n H₂O的方向移动；Na₂SO₄；
（4）由反应流程可知TiO₂、C和Cl₂反应生成TiCl₄和CO，则反应的化学方程式为TiO₂+2C+2Cl₂

900℃
.
TiCl₄+2CO，制得的TiCl₄液体中常含有少量SiCl₄杂质，因二者的沸点不同，可用蒸馏的方法分离，
故答案为：TiO₂+2C+2Cl₂

900℃
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TiCl₄+2CO；蒸馏（或分馏）；
（5）电解时，阴极发生还原反应生成Ti，电极方程式为TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-，阳极发生氧化反应，电极方程式为2O^2-+4e^-=O₂，阳极生成O₂，由于阳极材料为石墨，则氧气和石墨反应可生成CO、CO₂等，
故答案为：TiO₂+4e^-=Ti+2O^2-；O₂、CO、CO₂．

（2014•河南模拟）钛合金是航天航空工业的重要材料．由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一（2013•泰安三模）钛（Ti）具有高强度和耐酸腐蚀性，是重要的工业原料．以金红石（主要成分为TiO2，含少量Fe2O3 月球的沙土中含有丰富钛铁矿，主要成分为TiO2、Fe2O3等，若用CO还原这种矿石，其中生成铁的化学方程式为：_____ TiO2和苯（C6H6）反应的化学方程式（2011•奉贤区二模）纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用．纳米TiO2的颜色是黑的还是白的? TiO2,NaCl,CsCl 的晶体结构各是什么样的? （2013•河南模拟）氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备盖斯定律的问题由金红石(TiO2)制备单质Ti,涉及的步骤为：TiO2→TiCl4→(Mg,800℃,Ar)→Ti已知：我要制备核壳结构的PS/TiO2纳米材料,现已制备出纳米级的PS微球（2013•南京二模）TiO2在很多领域有着广泛的应用前景．（2014•山东模拟）综合利用海水资源是一个重要的研究课题，如图1是工业上用海水制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质的一种流