Question

2．二氧化鈦是一種重要的工業(yè)原料．
（1）實驗室可通過以下方法制得：TiCI₄$\stackrel{水解}{→}$TiO₂•xH₂O$\stackrel{過濾、除CI-、烘干、焙燒}{→}$TiO₂
TiCl₄水解生成TiO₂•xH₂O的化學方程式是TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl；檢驗TiO₂•xH₂O中Cl^-是否被除凈的方法是取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已洗凈．
（2）工業(yè)上可用含F(xiàn)e₂O₃的鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃，其中Ti化合價為+4價）制取，其主要流程如下：

Fe₂O₃與硫酸反應的離子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；向甲溶液中加入鐵的目的是將將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，． 
（3）二氧化鈦可用于制取金屬鈦，其步驟如下：TiO₂ $\stackrel{①}{→}$ TiCl₄$→_{②}^{Mg/800℃}$Ti
反應②的方程式是TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應需要在Ar的氣氛中進行，原因是防止高溫下Mg（Ti）與空氣中O₂（或CO₂、N₂）作用．

Answer 1

分析 （1）TiCl₄水解生成TiO₂•xH₂O↓和HCl；氯離子和銀離子反應生成白色沉淀，所以用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗氯離子；
（2）鈦鐵礦和過量稀硫酸混合，F(xiàn)eTiO₃和稀硫酸反應生成Fe²⁺、TiO²⁺，氧化鐵和稀硫酸反應生成Fe³⁺，所以溶液甲中含有Fe²⁺、TiO²⁺、Fe³⁺，然后向溶液中加入Fe，F(xiàn)e將Fe³⁺氧化生成Fe²⁺，然后過濾得到濾渣和濾液，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到綠礬和含有TiO²⁺溶液乙，通過一系列反應得到TiO₂；
（3）先將TiO₂和氯氣、焦炭在高溫下反應生成TiCl₄，在800℃條件下，TiCl₄和Mg發(fā)生置換反應生成Ti，Mg屬于較活潑金屬，易和空氣中氧氣、氮氣、二氧化碳反應．

解答 解：（1）TiCl₄水解生成TiO₂•xH₂O↓和HCl，反應方程式為TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl；氯離子和銀離子反應生成白色沉淀，所以用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗氯離子，其檢驗方法是取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已洗凈；
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl；取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已洗凈；
（2）氧化鐵屬于堿性氧化物，和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；鐵離子具有氧化性，F(xiàn)e能將將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，從而除去雜質(zhì)，故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；將將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；
（3）先將TiO₂和氯氣、焦炭在高溫下反應生成TiCl₄，在800℃條件下，TiCl₄和Mg發(fā)生置換反應生成Ti，反應方程式為TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，Mg、Ti屬于較活潑金屬，易和空氣中氧氣、氮氣、二氧化碳反應，所以該反應需要在Ar的氣氛中進行，
故答案為：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti；防止高溫下Mg（Ti）與空氣中O₂（或CO₂、N₂）作用．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點，側(cè)重考查氧化還原反應、離子檢驗等知識點，明確元素化合物性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道流程圖中發(fā)生的反應及操作方法，題目難度不大．