[化學-選修化學與技術(shù)]金屬鈦(Tl)因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,被譽為“未來金屬”.常溫下,鈦的化學活性很小,僅能與氧氣、氫氟酸等幾種物質(zhì)起反應(yīng).但在較高溫度下,鈦可與多種單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng).以鈦鐵礦(主要成分FeTlO
2,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下:
請回答下列問題:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TlOSO
4,無氣體生成,副產(chǎn)品甲是
.
(2)上述生產(chǎn)流程中加入Fe的目的是
,檢驗副產(chǎn)品甲是否變質(zhì)的實驗方法是
.
(3)上述生產(chǎn)流程中所得一的金屬鈦中混有少量雜質(zhì),可加入
溶解后除去.
(4)科學家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找到了冶煉鈦的新工藝,它可以用熔融法直接電解中間產(chǎn)品乙制取金屬法.
①直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是種較先進的方法,電解質(zhì)為熔融的氧化鈣,原理如圖所示;在陰極,被還原的Ca進一步還原TlO
2獲得鈦,可能發(fā)生的反應(yīng)或電極反應(yīng)為
.
②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進技術(shù),陽極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩 極產(chǎn)物隔開,只允許氧離子通過,在電解過程中陽極通入某種還原性氣體,可防止CO、CO
2污染物產(chǎn)生,通入的氣體若是單質(zhì),可以是
,則陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為
.