Question

18．TiO₂既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料．
（1）实验室利用反应TiO₂（s）+2CCl₄（g）═TiCl₄（g）+CO₂（g），在无水无氧条件下，制取TiCl₄实验装置示意图如下：

有关性质如表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	-23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是干燥管，装置E中的试剂是浓硫酸．反应开始前依次进行如下操作：①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温．正确的顺序为②③①（填序号）．欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是蒸馏．
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO₃）（含Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备TiO₂的有关反应包括：
酸溶FeTiO₃（s）+2H₂SO₄（aq）═FeSO₄（aq）+TiOSO₄（aq）+2H₂O（l）
水解TiOSO₄（aq）+2H₂O（l）═H₂TiO₃（s）+H₂SO₄（aq）
简要工艺流程如下：
①试剂A为铁粉．钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃而经过滤进入FeSO₄•7H₂O中导致TiO₂产率降低．
②取少量酸洗后的H₂TiO₃，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H₂O₂后出现微红色，说明H₂TiO₃中存在的杂质离子是Fe²⁺．这种H₂TiO₃即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO₂也会发黄，发黄的杂质是Fe₂O₃（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）仪器A是干燥管，因为TiCl₄遇到水蒸气会水解，所以E中可以用浓硫酸来隔离空气；分离两种沸点不同的液体混合物应该用蒸馏；
（2）①因为矿石经硫酸溶解后得到的Fe₂（SO₄）₃，而后面过滤得到的是FeSO₄•7H₂O，所以试剂A是铁粉；
由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃；
②根据Fe²⁺的检验方法；经加热后Fe²⁺氧化为Fe₂O₃．

解答 解：（1）仪器A是干燥管，因为TiCl₄遇到水蒸气会水解，所以E中可以用浓硫酸来隔离空气中的水蒸汽；CCl₄和TiCl₄是两种沸点差异较大的液体混合物，应该用蒸馏；
故答案为：干燥管；浓硫酸；②③①；蒸馏；
（2）①因为矿石经硫酸溶解后得到的Fe₂（SO₄）₃，而后面过滤得到的是FeSO₄•7H₂O，所以试剂A是铁粉，把Fe³⁺还原为Fe²⁺；由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃而经过滤进入FeSO₄•7H₂O中导致TiO₂产率降低；
故答案为：铁粉；由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃而经过滤进入FeSO₄•7H₂O中导致TiO₂产率降低；
②先加KSCN溶液无现象，加H₂O₂后出现红色，说明存在Fe²⁺；经加热后Fe²⁺氧化为Fe₂O₃而使产品发黄；
故答案为：Fe²⁺；Fe₂O₃．

点评 本题以工业流程图为背景，考查了学生分析问题、解决问题互溶运用知识的能力，培养了学生的逻辑思维能力．