Question

【題目】鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3（可表示為FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備二氧化鈦，進(jìn)一步制備鈦單質(zhì),流程如圖：

已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O，草酸（H2C2O4）具有很強(qiáng)還原性，易被氧化成二氧化碳。

（1）化合物FeTiO3中鐵元素的化合價(jià)是 。

（2）鈦鐵礦加入過(guò)量H2SO4后，得到的濾渣A為_(kāi)_____ _________（填化學(xué)式）。

（3）含TiO2+ 溶液乙轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式是 。

（4）由濾液丙制備LiFePO4的過(guò)程中，所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是 。

（5）用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+，再以KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析時(shí)，稱取TiO2（摩爾質(zhì)量為Mg/mol）試樣wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （用代數(shù)式表示）。

（6）TiO2制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟如下：

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔點(diǎn)/℃	-25.0	648.8	714	1667
沸點(diǎn)/℃	136.4	1090	1412	3287

反應(yīng)②的方程式是___ ____。由TiCl4→Ti需要在Ar氣中進(jìn)行的理由是___ _______。反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)表中信息，需加熱的溫度略高于 ℃即可。

Answer 1

【答案】（1）+2 （2）SiO2 （3）TiO2-＋H2OTiO2↓＋2H+

（4）20：9（5）cVM/1000W 或 cVM/1000W ×100﹪

（6）TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti 防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用 1412

【解析】

試題分析：（1）化合物FeTiO3中氧元素和Ti元素的化合價(jià)分別是—2價(jià)和＋4價(jià)，則根據(jù)正負(fù)價(jià)代數(shù)和為0可知鐵元素的化合價(jià)是＋2價(jià)。

（2）鈦鐵礦中只有二氧化硅與硫酸不反應(yīng)，則加入過(guò)量H2SO4后，得到的濾渣A為SiO2。

（3）含TiO2+ 溶液乙與水反應(yīng)生成TiO2，根據(jù)原子守恒可知還有氫離子產(chǎn)生，則反應(yīng)的離子方程式是

TiO2-＋H2OTiO2↓＋2H+。

（4）雙氧水在反應(yīng)中得到2個(gè)電子，草酸在反應(yīng)中失去2個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知，解得，即所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是20：9。

（5）反應(yīng)中鐵離子被還還原為亞鐵離子，得到1個(gè)電子。Ti由＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知TiO2的質(zhì)量是0.001VcM g，所以TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（6）反應(yīng)②是鎂與四氯化鈦的置換反應(yīng)，則反應(yīng)的方程式是TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti。鎂是活潑的金屬，易與氧氣、氮?dú)獾确磻?yīng)，則由TiCl4→Ti需要在Ar氣中進(jìn)行的理由是防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用。反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，則溫度應(yīng)該略高于氯化鎂的沸點(diǎn)1412℃即可。