Question

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)化過程中會轉(zhuǎn)化為+3價。

完成下列填空：
（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____。
（2）步驟③中，實現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的____（填字母序號）。
a．熔沸點差異    b溶解性差異    c氧化性、還原性差異
（3）步驟②、③、④中，均需進行的操作是____（填操作名稱）。
（4）可利用生產(chǎn)過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陽極所發(fā)生的反應(yīng)為________。
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)量分數(shù)是____。
（假設(shè)生產(chǎn)過程中鈦沒有損失）

Answer 1

（1） 2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺    (2分)     （2） b    (2分)    （3） 過濾   (2分)
（4） MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O    (2分)
（5）① 2O^2-—4e^-+C=CO2↑   (2分) 
② 制備TiO₂時，電解槽發(fā)生反應(yīng)：2CaO2Ca+O₂↑，2Ca+ TiO₂="Ti" +2CaO，可知CaO的總量不會變(3分) （合理答案給分）
（6） 24%    (2分)

試題分析：（1）見答案（2）將FeSO4·7H2O從溶液中分離出來，利用了物質(zhì)溶解性的差異（3）步驟②、③、④均是固液分離（4）廢液中含有H⁺和Fe²⁺具有還原性，與MnO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)（5）由圖可知，O^2-在陽極放電，石墨電極參與反應(yīng)生成了CO₂
（6）Ti ~    TiO₂
48     80
m= 0.96t  1.6t
則鈦鐵礦中鈦元素的質(zhì)量分數(shù)是0.96÷4.0×100%=24%