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    工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分

    为钛酸亚铁( FeTiO3)．其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

      完成下列填空：

    （1）步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的反应的离子方程式为____。

    （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的____（填字母序号）。

    a．熔沸点差异    b溶解性差异    c氧化性、还原性差异

    （3）步骤②、③、④中，均需进行的操作是____（填操作名称）。

    （4）可利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分MnO2）反应生产硫酸锰，则反应的离子方程式为                

    （5）利用下图装置，石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF2－CaO做电解质，可获得金属钙，钙再作为还原剂，可还原二氧化钛制各金属钛。

    ①阳极所发生的反应为________。

    ②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是____。

    （6）_T业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是____。

    （假设生产过程中钛没有损失）

     

    【答案】

     

     （1） 2Fe3++Fe=3Fe2+    (2分)      （2） b    (2分)     （3） 过滤   (2分)

    （4） MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O    (2分)

    （5）① 2O2-—4e-+C=CO2↑   (2分) 

    ② 制备TiO2时，电解槽发生反应：2CaO2Ca+O2↑，2Ca+ TiO2=Ti +2CaO，可知CaO的总量不会变(3分)  （合理答案给分）

    （6） 24%    (2分)

    【解析】

    试题分析：（1）见答案（2）将FeSO4·7H2O从溶液中分离出来，利用了物质溶解性的差异（3）步骤②、③、④均是固液分离（4）废液中含有H+和Fe2+具有还原性，与MnO2发生氧化还原反应（5）由图可知，O2-在阳极放电，石墨电极参与反应生成了CO2

    （6）Ti  ~    TiO2

    48     80

    m= 0.96t  1.6t

    则钛铁矿中钛元素的质量分数是0.96÷4.0×100%=24%

    考点：考查化学与技术模块

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

    已知：TiOSO4遇水会水解．
    （1）写出相应的离子方程式：
    步骤①中，钛元素从钛铁矿中溶入溶液时发生的反应为：
    FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
    FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
    ；
    步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的为
    2Fe3++Fe=3Fe2+
    2Fe3++Fe=3Fe2+
    ．
    （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的
    b
    b
    （填字母序号）．
    a．熔沸点差异 b．溶解性差异   c．氧化性、还原性差异
    （3）步骤②、③、④中，均需用到的分离操作是
    过滤
    过滤
    （填操作名称）；步骤④中使用热水的目的是
    促使TiO2+水解平衡正向移动
    促使TiO2+水解平衡正向移动
    ．
    （4）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），则反应的离子方程式为
    MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
    MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
    ．
    （5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．写出阳极所发生反应的电极反应式：
    2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑
    2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?海淀区一模）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

    已知：TiOSO4遇水会水解．
    （1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为
    2Fe3++Fe═3Fe2+
    2Fe3++Fe═3Fe2+
    ．
    （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的
    b
    b
    （填字母序号）．
    a．熔沸点差异           b．溶解性差异          c．氧化性、还原性差异
    （3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是
    过滤
    过滤
    （填操作名称）．
    （4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：
    溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，
    平衡正向移动，生成H2TiO3．
    溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，
    平衡正向移动，生成H2TiO3．
    ．
    （5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为
    MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
    MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
    ．
    （6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．

    ①写出阳极所发生反应的电极反应式：
    2O2--4e-═O2↑
    2O2--4e-═O2↑
    ．
    ②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）
    制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
     一定条件 
    .
     
    Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
    制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
     一定条件 
    .
     
    Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
    ．

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    科目：高中化学 来源：2013学年黑龙江省哈三中高三上学期九月月考化学试卷（带解析） 题型：填空题

    (12分)工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

    已知：TiOSO4遇水会水解。
    （1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为                 。
    （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的          （填字母序号）。a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异   c. 氧化性、还原性差异
    （3）步骤②、③、④中，均需用到操作是              （填操作名称）。
    （4）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），则反应的离子方程式为                                               。
    （5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

    ①写出阳极所发生反应的电极反应式：                                   。
    ②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是
    （请结合化学用语解释）                                        

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    科目：高中化学 来源：2013学年黑龙江省高三上学期九月月考化学试卷（解析版） 题型：填空题

    (12分) 工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

    已知：TiOSO4遇水会水解。

    （1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为                  。

    （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的           （填字母序号）。a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异   c. 氧化性、还原性差异

    （3）步骤②、③、④中，均需用到操作是               （填操作名称）。

    （4）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），则反应的离子方程式为                                                。

    （5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

    ①写出阳极所发生反应的电极反应式：                                    。

    ②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是

    （请结合化学用语解释）                                        

     

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