Question

【題目】鈦被稱為“二十一世紀(jì)金屬”，工業(yè)上用鈦鐵礦制備金屬鈦的工藝流程如下：

已知：鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水會(huì)水解。請回答下列問題：

（1）操作1用到的玻璃儀器除燒杯外還有________________________；

（2）請結(jié)合化學(xué)用語解釋將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理_____________________。

（3）已知鈦的還原性介于鋁與鋅之間。如果可從Na、Zn、Fe三種金屬中選一種金屬代替流程中的鎂，那么該金屬跟四氯化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________。

（4）電解TiO2來獲得Ti是以TiO2作陰極，石墨為陽極，熔融CaO為電解質(zhì)，用碳塊作電解槽，其陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式是_____________________________________。

（5）為測定溶液中TiOSO4的含量，先取待測鈦液10 mL用水稀釋至100 mL，加過量鋁粉，充分振蕩，使其完全反應(yīng)：3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。過濾后，取無色濾液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示劑，用______________________（填一種玻璃儀器的名稱）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，發(fā)生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是________________________________________________。

Answer 1

【答案】漏斗、玻璃棒 溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，當(dāng)加入水稀釋、升溫后，平衡正向移動(dòng) TiCl4+4NaTi+4NaCl TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2- 酸式滴定管 溶液由無色變成紅色且半分鐘不褪色

【解析】

（1）操作1為過濾，用到的玻璃儀器除燒杯外還有，玻璃棒、漏斗；

（2）TiO2+在溶液中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，加水稀釋并加熱含TiO2+的溶液，會(huì)使TiO2+的水解不斷正向移動(dòng)；

（3）若要還原四氯化鈦，則需選擇金屬活動(dòng)性強(qiáng)于鈦的金屬來代替鎂，因此在三種金屬中只能選擇Na，反應(yīng)方程式為TiCl4+4NaTi+4NaCl；

（4）陰極上TiO2得電子生成Ti，電極反應(yīng)式是TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2-；

（5）FeCl3溶液中三價(jià)鐵離子水解使溶液顯酸性，因此要選擇酸性滴定管來進(jìn)行滴定；三價(jià)鐵離子能使KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，而反應(yīng)后生成的二價(jià)鐵離子則不能出現(xiàn)此現(xiàn)象，因此滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是：溶液由無色變成紅色且半分鐘不褪色。