Question

【題目】工業上以鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO3），含有MgO、SiO2等雜質）為原料，制備金屬鈦和鐵紅的工藝流程如下：

已知：酸溶時，FeTiO3轉化為Fe2+和TiO2+

（1）FeTiO3中Ti元素的化合價為_____價，鐵紅的用途為____________（任寫一種）。

（2） “水解”中，發生反應的離子方程式為______________________________。

（3） “沉鐵”中，生成的酸性氣態產物的電子式為______________；該過程控制反應溫度低于35℃，原因為_______________________________________。

（4）FeCO3轉化為鐵紅時，發生的化學方程式為_______________________________。

（5）制得的FeCO3可加入足量的稀硫酸，則從溶液中獲得綠礬的操作是_____________。

（6）電解生產鈦時用TiO2 和石墨做電極，電解質為熔融的CaO，則陰極的反應式為_______。

Answer 1

【答案】+4 作紅色油漆和涂料、冶鐵等 防止碳酸氫銨分解 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌（干燥） TiO2+4e-=Ti+2O2-

【解析】

鈦鐵礦用硫酸溶液溶解，發生FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，過濾分離出濾渣1為SiO2，濾液中含有TiOSO4、FeSO4及未反應的硫酸等，水解生成H2TiO3，煅燒后電解氧化物生成Ti；濾液2含有Fe2+、Mg2+，加碳酸氫銨溶液沉淀亞鐵離子，生成碳酸亞鐵煅燒生成氧化鐵；濾液3含鎂離子，濾液3可用于制備Mg(OH)2，Qc＞Ksp時生成沉淀，以此來解答。

(1)FeTiO3中Ti元素的化合價為0-(+2)-(-2)×3=+4價。鐵紅的用途為制備紅色顏料和油漆、冶煉鐵等；

(2)“水解”中，發生反應的離子方程式為（或）；

(3)“沉鐵”中，氣態產物的電子式為；該過程需控制反應溫度低于35℃，原因為防止NH4HCO3分解(或減少Fe2+的水解)；

(4)FeCO3轉化為鐵紅時，發生反應的化學方程式為；

(5)FeCO3溶于足量的稀硫酸得到FeSO4溶液，再將此溶液經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌(干燥)等操作即可獲得綠礬晶體；

(6)電解時，陰極發生還原反應生成Ti，電極方程式為TiO2+4e-=Ti+2O2-。