Question

（16分）二氧化钛（TiO2）又称钛白，工业上利用钛铁矿（主要成分FeTiO3，其中铁为正二价）为原料，采用硫酸法制得，其工艺流程如下图所示

请回答：

（1）铁矿加入硫酸反应可制得硫酸氧钛，其反应的化学方程式为：

FeTiO3+ 2H2SO4=( )TiOSO4+( )+( )；

（2）为了提高二氧化钛的纯度,需要除去浸出液中的Fe3+，则加入的试剂A为 ，需过量的原因是 。

（3）操作1是 。

（4）进行操作1时需将滤液1在70-75℃，压力8000Pa的条件下真空蒸发器中进行，其原因是为了防止 ，滤液2加水稀释使硫酸氧钛（TiOSO4）水解生成偏钛酸（TiO2·nH2O），请写出该水解反应的化学方程式 。

 

Answer 1

（1）FeTiO3+ 2 H2SO4=(1 )TiOSO4+( 1 ) FeSO4+( 2 ) H2O；

（2）铁屑； 防止已还原的Fe2+重新被空气氧化（或保证Fe3+全部转化为Fe2+)；

（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ;

（4）蒸发浓缩过程温度升高，会促使硫酸氧钛（TiOSO4）过早水解。

TiOSO4+（n+1）H2O=TiO2·nH2O+H2SO4

【解析】

试题分析：（1）根据复分解反应规律及元素守恒可知：在铁矿加入硫酸反应可制得硫酸氧钛，其反应的化学方程式为FeTiO3+ 2H2SO4=TiOSO4+ FeSO4+2 H2O；（2）为了提高二氧化钛的纯度,需要除去浸出液中的Fe3+，则加入的试剂A为铁屑；发生反应：Fe+ 2Fe3+=3Fe2+;需过量的原因是防止已还原的Fe2+重新被空气氧化（或保证Fe3+全部转化为Fe2+)；（3）操作1是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤; （4）进行操作1时需将滤液1在70-75℃，压力8000Pa的条件下真空蒸发器中进行，其原因是为了防止蒸发浓缩过程温度升高，会促使硫酸氧钛（TiOSO4）过早水解；滤液2加水稀释使硫酸氧钛（TiOSO4）水解生成偏钛酸（TiO2·nH2O），则该水解反应的化学方程式是TiOSO4+（n+1）H2O=TiO2·nH2O+H2SO4。

考点：考查混合物的分离方法、盐的水解、实验操作的目的、化学方程式的书写的知识。