Question

【題目】用釩鈦磁鐵礦為原料冶煉鐵，產生一種固體廢料，主要成分如下表。

通過下列工藝流程可以實現元素Ti、Al、Si的回收利用，并得到納米二氧化鈦和分子篩。

請回答下列問題：

(1)步驟①②③中進行分離操作的名稱是____，

(2)下列固體廢料的成分中，不屬于堿性氧化物的是____（填字母序號）。

a. TiO2 b.MgO c.SiO2 d.CaO

(3)熔融溫度和鈦的提取率關系如下圖，適宜溫度為500℃，理由是____。

(4)濾液①中溶質的成分是____。

(5)步驟②中發生反應的離子方程式是 ___。

(6)將步驟③中制取分子篩的化學方程式補充完整：______

根據成分表中數據，計算10 kg固體廢料，理論上應再加入Na2 Si03物質的量的計算式是n( Na2SiO3)=____mol（摩爾質量/g/mol ：SiO2 60 Al2O3 102）。

Answer 1

【答案】 過濾 a、c 400℃鈦的提取率太低，600℃鈦的提取率提高不多，從節約能源，降低生產成本角度考慮，500℃最適宜 NaAlO2、Na2SiO3、NaOH Na2TiO3+2H+=H2TiO3+2Na+ 6 NaAlO2 10NaOH

【解析】（1）步驟①②③操作過后都得到濾渣和濾液，所以都是過濾操作。

（2）堿性氧化物是指能與酸反應生成鹽和水的氧化物，題中TiO2和SiO2一般不與酸反應，所以選擇a和c。

（3）從圖像可以看出400℃鈦的提取率太低，600℃鈦的提取率提高不多，從節約能源，降低生產成本角度考慮，500℃最適宜。

（4）SiO2和Al2O3與過量NaOH反應的產物分別為Na2SiO3 和NaAlO2，故答案為NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。

（5）步驟二是由于加入了稀鹽酸使Na2TiO3轉化為H2TiO3，Na2TiO3為固體，故答案為強酸制備弱酸的方程式Na2TiO3+2H+=H2TiO3+2Na+。

（6）根據元素守恒配平，答案為6 NaAlO2;10NaOH。根據上一問的方程式Na2SiO3 和NaAlO2的比應為1:1，根據圖表的數據原料中NaAlO2的物質的量為2×10000×19.34%/102，Na2SiO3的物質的量為10000×5.39%/60，故需要加入的Na2SiO3的物質的量為兩者的差值為。