Question

【題目】用鈦鐵礦（主要含FeTiO3及Fe2O3、SiO2等不溶性雜質）提取高品位TiO2的一種流程如下圖所示。

回答下列問題：

（1）有關鈦的說法正確的是_________（填字母序號）。

A．TiOSO4中鈦元素的化合價為+4價

B．TiO2中既含有離子鍵，又含有共價鍵

C．鈦元素位于元素周期表中IVA族

D．在稀有氣體氬氛圍和800℃條件下，用金屬鎂與四氯化鈦反應可制取金屬鈦。

反應的化學方程式為

（2）為了從浸取液中獲取純凈的FeSO4·7H2O，II中應采取的操作是_________、_________、過濾、洗滌、干燥。如何檢驗提取FeSO4·7H2O的溶液中存在Fe2+_________。

（3）III中生成H2TiO3的離子方程式是__________________。

（4）將TiO2與焦炭混合，通入氯氣在1173K下反應，然后將生成的TiCl4與CO分離可制取TiCl4。 此反應中，氧化劑與還原劑物質的量之比是___________。TiCl4極易水解，利用此性質又可制備納米級二氧化鈦TiO2·XH2O，該反應的化學方程式是__________________。

（5）將TiO2熔于NaF 制成熔融鹽，以石墨為陰極、覆蓋了氧滲透膜的多孔金屬陶瓷涂層為陽極，用如圖所示電解裝置制取金屬鈦。陽極電極反應式是__________________

Answer 1

【答案】AD 蒸發濃縮 冷卻結晶 取少量溶液放入試管中，向溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅色，再加入新制氯水，溶液變紅色，說明原溶液中存在亞鐵離子 TiO2++2H2O= H2TiO3↓+2H+ 1:1 TiCl4+xH2O=TiO2·XH2O↓+4HCl H2-2e-+O2-=H2O

【解析】

（1）A、TiOSO4中硫酸根離子為-2價，O元素為-2價，所以鈦元素為+4價，正確；B、TiO2中只有共價鍵無離子鍵，錯誤；C、鈦元素位于元素周期表的第四周期第IVB族，錯誤；D、Mg比Ti活潑，Mg易與空氣中的氧氣、氮氣反應，所以在稀有氣體氬氛圍和800℃條件下，用金屬鎂與四氯化鈦反應可制取金屬鈦，正確，答案選AD；

（2）從溶液中獲取晶體的操作為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等步驟；檢驗亞鐵離子的存在，可先向溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅色，說明無鐵離子存在，再加入新制氯水，溶液變紅色，則此時溶液中存在鐵離子，說明原溶液中存在亞鐵離子；

（3）TiO2+水解生成H2TiO3，加熱促進水解正向進行，生成沉淀，離子方程式是TiO2++2H2O= H2TiO3↓+2H+;

（4）在焦炭與氯氣、二氧化鈦的反應中，C是還原劑，氯氣是氧化劑，C元素的化合價從0升高到+2價，失去2個電子，Cl元素的化合價從0降低到-1價，整體降低2價，得到2個電子，符合得失電子守恒，所以氧化劑與還原劑的物質的量之比是1:1；Ti4+水解生成TiO2·XH2O和氫離子，化學方程式是TiCl4+xH2O=TiO2·XH2O↓+4HCl；

（5）陽極發生氧化反應，氫氣失去電子與氧離子結合生成水，電極反應式是H2-2e-+O2-=H2O。