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。利用鈦鐵礦制備二氧化鈦，進一步制備鈦單質,流程如圖：

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

（1）化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是 。

（2）鈦鐵礦加入過量H2SO4后，得到的濾渣A為______ _________（填化學式）。

（3）含TiO2+ 溶液乙轉化生成TiO2的離子方程式是 。

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

（5）用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：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標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析時，稱取TiO2（摩爾質量為Mg/mol）試樣wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2標準溶液VmL，則TiO2質量分數為 （用代數式表示）。

（6）TiO2制取單質Ti，涉及到的步驟如下：

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

反應②的方程式是___ ____。由TiCl4→Ti需要在Ar氣中進行的理由是___ _______。反應后得到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元素的化合價分別是—2價和＋4價，則根據正負價代數和為0可知鐵元素的化合價是＋2價。

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

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

TiO2-＋H2OTiO2↓＋2H+。

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

（5）反應中鐵離子被還還原為亞鐵離子，得到1個電子。Ti由＋3價升高到＋4價，失去1個電子，則根據電子得失守恒和原子守恒可知TiO2的質量是0.001VcM g，所以TiO2質量分數為。

（6）反應②是鎂與四氯化鈦的置換反應，則反應的方程式是TiCl4 +2Mg 2MgCl2 + Ti。鎂是活潑的金屬，易與氧氣、氮氣等反應，則由TiCl4→Ti需要在Ar氣中進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，則溫度應該略高于氯化鎂的沸點1412℃即可。