工業(yè)上,以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如圖所示.鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià).

已知:TiOSO4遇水會(huì)水解.
(1)寫出相應(yīng)的離子方程式:
步驟①中,鈦元素從鈦鐵礦中溶入溶液時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O

步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的為
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(hào)).
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,均需用到的分離操作是
過(guò)濾
過(guò)濾
(填操作名稱);步驟④中使用熱水的目的是
促使TiO2+水解平衡正向移動(dòng)
促使TiO2+水解平衡正向移動(dòng)

(4)可以利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),則反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

(5)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),利用如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.寫出陽(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2
2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2
分析:(1)轉(zhuǎn)化關(guān)系中生成的離子分析判斷發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)和離子及其生成的離子,結(jié)合電荷守恒,原子守恒配平寫出離子方程式;
(2)根據(jù)物質(zhì)溶解度本題分析析出晶體的條件應(yīng)用;
(3)依據(jù)操作過(guò)程中形成的物質(zhì)溶解性和分離目的分析回答;
(4)依據(jù)二氧化錳的氧化性氧化亞鐵離子分析氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)錳的化合物,結(jié)合電荷守恒和原子守恒寫出;
(5)依據(jù)圖示生成物質(zhì)的分析,陽(yáng)極生成二氧化碳,陰極析出鈣,結(jié)合電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),寫出電極反應(yīng);
解答:解:(1)依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系中的生成兩種判斷,鈦鐵礦溶于酸生成亞鐵離子和TiO2+,反應(yīng)的離子方程式結(jié)合電荷守恒原子守恒配平寫出為:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O;步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++Fe=3Fe2+
故答案為:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O;2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)步驟③冷卻結(jié)晶得到硫酸亞鐵晶體,利用的是物質(zhì)溶解度的不同,通過(guò)冷卻熱飽和溶液得到,故答案為:b;
(3)②③④步驟的操作過(guò)程中都得到沉淀或晶體,所以需要過(guò)濾得到固體和溶液,④中使用熱水的目的是促進(jìn)TiO2+水解生成H2TiO3,分離出固體加熱得到TiO2;
故答案為:過(guò)濾;促使TiO2+水解平衡正向移動(dòng);
(4)利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),利用二氧化錳的氧化性氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(5)用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極析出鈣金屬發(fā)生還原反應(yīng),陽(yáng)極圖示產(chǎn)物可可知,陽(yáng)極生成二氧化碳?xì)怏w,是電解質(zhì)中的氧離子失電子生成氧氣,氧氣和陽(yáng)極石墨反應(yīng)生成的二氧化碳,所以電極反應(yīng)為:2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2↑;
故答案為:2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2↑;
點(diǎn)評(píng):本題考查了物質(zhì)分離的流程分析判斷,物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用,離子性質(zhì)的應(yīng)用,分離操作的方法,氧化還原反應(yīng)的離子方程式的書(shū)寫方法,電解池原理的應(yīng)用,電極反應(yīng)的書(shū)寫原則.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(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(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià).

已知:TiOSO4遇水會(huì)水解.
(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+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(hào)).
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(guò)濾
過(guò)濾
(填操作名稱).
(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3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(dòng),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(dòng),生成H2TiO3

(5)可以利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,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(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-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(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
2O2--4e-═O2
2O2--4e-═O2

②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是(請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋)
制備TiO2時(shí),在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2
 一定條件 
.
 
Ti+2CaO,由此可見(jiàn),CaO的量不變;
制備TiO2時(shí),在電解槽發(fā)生如下反應(yīng):2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2
 一定條件 
.
 
Ti+2CaO,由此可見(jiàn),CaO的量不變;

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013學(xué)年黑龍江省哈三中高三上學(xué)期九月月考化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題

(12分)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(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)。

已知:TiOSO4遇水會(huì)水解。
(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為                 。
(2)步驟③中,實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的          (填字母序號(hào))。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,均需用到操作是              (填操作名稱)。
(4)可以利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),則反應(yīng)的離子方程式為                                               。
(5)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),利用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(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:                                   
②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是
(請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋)                                        

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014屆云南省昆明市高三上學(xué)期第一次摸底調(diào)研測(cè)試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

工業(yè)上,以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的某工藝流程如下圖所示。鈦鐵礦主要成分

為鈦酸亞鐵( FeTiO3).其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)。

  完成下列填空:

(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe2的反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___。

(2)步驟③中,實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的____(填字母序號(hào))。

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,均需進(jìn)行的操作是____(填操作名稱)。

(4)可利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳,則反應(yīng)的離子方程式為                

(5)利用下圖裝置,石墨作陽(yáng)極,鈦網(wǎng)作陰極,熔融CaF2-CaO做電解質(zhì),可獲得金屬鈣,鈣再作為還原劑,可還原二氧化鈦制各金屬鈦。

①陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______。

②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是____。

(6)_T業(yè)上用4.0噸鈦鐵礦制得1. 6噸的二氧化鈦,則鈦鐵礦中鈦元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。

(假設(shè)生產(chǎn)過(guò)程中鈦沒(méi)有損失)

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013學(xué)年黑龍江省高三上學(xué)期九月月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(12分) 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(FeTiO3),其中一部分鐵元素在風(fēng)化過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)。

已知:TiOSO4遇水會(huì)水解。

(1)步驟②中,用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為                  。

(2)步驟③中,實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的           (填字母序號(hào))。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,均需用到操作是               (填操作名稱)。

(4)可以利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4,易溶于水),則反應(yīng)的離子方程式為                                                。

(5)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),利用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(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:                                    。

②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是

(請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋)                                        

 

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