(2012?海淀區(qū)一模)工業(yè)上,以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示.鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO
3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過程中會轉(zhuǎn)化為+3價.
已知:TiOSO
4遇水會水解.
(1)步驟②中,用鐵粉將Fe
3+轉(zhuǎn)化為Fe
2+的反應(yīng)的離子方程式為
2Fe3++Fe═3Fe2+
2Fe3++Fe═3Fe2+
.
(2)步驟③中,實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的
b
b
(填字母序號).
a.熔沸點(diǎn)差異 b.溶解性差異 c.氧化性、還原性差異
(3)步驟②、③、④中,均需用到的操作是
過濾
過濾
(填操作名稱).
(4)請結(jié)合化學(xué)用語用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO
2+轉(zhuǎn)化為H
2TiO
3的原理:
溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,
平衡正向移動,生成H2TiO3.
溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后,
平衡正向移動,生成H2TiO3.
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(5)可以利用生產(chǎn)過程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO
2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO
4,易溶于水),該反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
.
(6)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF
2-CaO作電解質(zhì),利用如下圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑,還原二氧化鈦制備金屬鈦.
①寫出陽極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
2O2--4e-═O2↑
2O2--4e-═O2↑
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②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是(請結(jié)合化學(xué)用語解釋)
制備TiO
2時,在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):2CaO═2Ca+O
2↑,2Ca+TiO
2Ti+2CaO,由此可見,CaO的量不變;
制備TiO
2時,在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):2CaO═2Ca+O
2↑,2Ca+TiO
2Ti+2CaO,由此可見,CaO的量不變;
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