Question

【題目】金屬鈦（Ti）硬度大、熔點(diǎn)高、耐酸堿腐蝕，被廣泛用于航天航空、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活中。以鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3）為原料冶煉金屬鈦的生產(chǎn)工藝如下：

（1）鈦鐵礦（精礦)中加入硫酸，充分反應(yīng)后生成TiOSO4、H2O和另外一種硫酸鹽，且反應(yīng)前后Fe的化合價(jià)不變，則FeTiO3中Fe的化合價(jià)為______。

（2）上述制備過(guò)程中，加入“鐵屑”的目的是______（填字母）。

A.防Fe2＋被氧化 B.與Fe3＋反應(yīng) C.防Fe2＋水解 D.防Fe3＋水解

（3）上述生產(chǎn)流程中，灼燒操作需要用到的含硅酸鹽的儀器有玻璃棒、酒精燈、____________。

（4）已知鈦酸難溶于水，其化學(xué)式為H2TiO3。則加熱溶液2時(shí)反應(yīng)的離子方程式為______。

（5）已知?dú)怏w丙是一種有毒氣體，寫出二氧化鈦與氯氣和過(guò)量焦炭在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

（6）鐵鈦合金是一種常用的不銹鋼材料，某同學(xué)在探究該合金性質(zhì)時(shí)，往含有TiO2＋、Fe3＋的溶液中加入鐵屑至溶液顯紫色，該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)有：

① 2Fe3＋＋Fe ＝3Fe2＋

② Ti3＋（紫色）＋Fe3＋＋H2O ＝TiO2＋（無(wú)色）＋Fe2＋＋2H＋

③______。

（7）以綠礬為原料，可以制備重要工業(yè)原料氧化鐵。基本流程如下：

FeCO3達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，室溫下測(cè)得溶液的pH為8，c(Fe2＋)為1.0×10－5 mol/L。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷所得FeCO3固體中是否混有Fe(OH)2_____（已知： Ksp[Fe(OH)2] ＝ 4.9×10－17）

Answer 1

【答案】+2 A 泥三角、坩堝 TiO2++2H2O H2TiO3↓＋2H+ TiO2+2C+2Cl2 TiC14+2CO 2TiO2++Fe+4H+=2Ti3++Fe2++2H2O 因?yàn)閏(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2 = 1.0×10-17<KSP[Fe(OH)2]，故無(wú)Fe(OH)2生成

【解析】

（1）鈦鐵礦（精礦)中加入硫酸，充分反應(yīng)后生成TiOSO4、H2O和另外一種硫酸鹽，且反應(yīng)前后Fe的化合價(jià)不變，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，TiOSO4中氧為-2價(jià)，硫酸根的根價(jià)為-2價(jià)，則Ti的化合價(jià)為+4價(jià)，則FeTiO3中Fe的化合價(jià)為+2價(jià)；

（2）因?yàn)槎�價(jià)鐵易被氧化和發(fā)生水解反應(yīng)，所以加入鐵屑的目的是防止Fe2＋被氧化，答案選A；

（3）灼燒操作需要用到的含硅酸鹽的儀器有玻璃棒、酒精燈、泥三角、坩堝；

（4）由（1）可知溶液2中有TiOSO4，且后續(xù)操作為過(guò)濾，故加入水發(fā)生TiOSO4的水解反應(yīng)，生成H2TiO3和H2SO4，反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2H2O H2TiO3↓＋2H+；

（5）H2TiO3受熱分解生成水和TiO2，氣體丙是一種有毒氣體一氧化碳，二氧化鈦與氯氣和過(guò)量焦炭在高溫下反應(yīng)生成氯化鈦、和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2+2C+2Cl2 TiC14+2CO；

（6）③TiO2＋將鐵氧化為Fe2＋，同時(shí)被還原為Ti3＋，故該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)還有2TiO2++Fe+4H+=2Ti3++Fe2++2H2O；

(7) 因?yàn)?/span>c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2 = 1.0×10-17<KSP[Fe(OH)2]，故無(wú)Fe(OH)2生成。