Question

【題目】鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國的鈦鐵儲量居世界首位。含Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如下：

（1）步驟①加Fe的目的是__；步驟②冷卻的目的是__。

（2）上述制備TiO2的過程中，可以利用的副產物是__；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應加入___處理。

（3）由金紅石(TiO2)制取單質鈦(Ti)，涉及到的步驟為

→

反應TiCl4＋2Mg=2MgCl2＋Ti在Ar氣氛中進行的理由是__。

Answer 1

【答案】將Fe3＋還原為Fe2＋ 析出綠礬(FeSO4·7H2O) 綠礬(FeSO4·7H2O) 生石灰(或碳酸鈣、廢堿) 防止高溫下鎂或鈦與O2、N2等作用

【解析】

（1）從產物看，要制得綠礬，需將Fe3+轉化為Fe2+，這也就是步驟①加Fe的目的；步驟②冷卻，析出了綠礬。

（2）上述制備TiO2的過程中，同時制得了綠礬；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中還有待利用的是SO42-，應加入生石灰(或碳酸鈣、廢堿)處理。

（3）反應TiCl4＋2Mg=2MgCl2＋Ti中，Mg、Ti都易與空氣中的O2、N2等作用，所以應隔絕空氣。

（1）從產物看，要制得綠礬，需將Fe3+轉化為Fe2+，從而得出步驟①加Fe的目的是將Fe3＋還原為Fe2＋；步驟②冷卻，析出了綠礬。答案為：將Fe3＋還原為Fe2＋；析出綠礬(FeSO4·7H2O)；

（2）上述制備TiO2的過程中，同時制得了綠礬；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中還有待利用的是SO42-，應加入生石灰(或碳酸鈣、廢堿)處理。答案為：綠礬(FeSO4·7H2O)；生石灰(或碳酸鈣、廢堿)；

（3）反應TiCl4＋2Mg=2MgCl2＋Ti中，Mg、Ti都易與空氣中的O2、N2等作用，所以應隔絕空氣，在Ar氣氛中進行就是為了達到此目的。答案為：防止高溫下鎂或鈦與O2、N2等作用。