Question

（2011?武昌區模擬）鈦是一種重要的金屬，工業上用鈦鐵礦（FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質）為原料制鈦白粉（TiO₂），TiO₂常通過兩種方法還原可制得Ti．
其中，2H₂SO₄+FeTiO₃=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O．回答下列問題．
（1）凈化鈦礦石時，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，該過程中發生反應的化學方程式有：
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O和

Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂ +H₂O

．
（2）濾液①中的溶質主要是FeSO₄，檢驗其中Fe²⁺的方法是：

取少許濾液①于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現象，然后滴入幾滴氯水，溶液變為紅色，說明其中含有Fe²⁺

．
（3）從TiOSO₄→H₂TiO₃需要加熱，則加熱的目的是

促進TiOSO₄的水解

．
（4）電解TiO₂來獲得Ti是以TiO₂作陰極，石墨為陽極，熔融CaO為電解液，用碳塊作電解槽池．其陰極反應的電極反應式為

TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-

．
（5）因為TiO₂ （s）+2Cl₂ （g）TiCl₄（l）+O₂ （g）；△H=+151kJ/mol反應難于發生，所以工業上不能直接由TiO₂和Cl₂反應來制取TiCl₄．當反應體系中加入碳后，反應分如下兩步進行（如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱相同）．
2C（s）+O₂（g）=2CO （g）；△H=-221kJ/mol．
TiO₂（s）+2C （s）+2Cl₂ （g）  TiCl₄ （l）+2CO （g）；△H=

-70 kJ/mol

．
（6）從化學平衡的角度解釋：往TiO₂和Cl₂反應體系中加入碳后，能使反應TiO₂ （s）+2Cl₂ （g）TiCl₄（l）+O₂ （g）順利進行的原因是

碳單質與氧氣反應減小產物濃度，導致平衡向正反應方向移動，使反應順利進行

．

Answer 1

分析：（1）根據鈦鐵礦中的雜質與堿反應；
（2）根據檢驗Fe²⁺的方法；
（3）根據TiOSO₄的水解；
（4）根據電解原理及題目信息；
（5）根據蓋斯定律；
（6）從平衡移動的角度

解答：解：（1）鈦鐵礦含FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質，能與堿反應物質除了SiO₂還有Al₂O₃，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
    （2）因濾液①中的溶質主要是FeSO₄，所一先加幾滴KSCN溶液，再加幾滴氯水，觀察溶液是否變為紅色，故答案為：取少許濾液①于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現象，然后滴入幾滴氯水，溶液變為紅色，說明其中含有Fe²⁺．
    （3）因加熱能夠促進水解的進行，故答案為：促進TiOSO₄的水解．
    （4）因TiO₂作陰極，得到電子，被還原，得到單質Ti，故答案為：TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-_．
    （5）因熱化學方程式遵循蓋斯定律，第一個式子加上第二的式子得到第三個式子，故答案為：-70 kJ/mol
    （6）因減少生成物的濃度，平衡正向移動，故答案為：碳單質與氧氣反應減小產物濃度使平衡向右移動，導致反應順利進行．

點評：本題考查的知識點較多，試題的綜合性較強，培養了學生解決問題的能力．