以高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)为原料制备白*颜料TiO2的一种工艺流程如...

问题详情：

以高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)为原料制备白*颜料TiO2的一种工艺流程如下：

已知：Na2TiO3难溶于碱*溶液；H2TiO3中的杂质Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。

(1)熔盐:

①为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是__________。

②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500～550 ℃时生成Na2TiO3，该反应的化学方程式为_________。

(2)过滤:

①“滤液”中主要溶质为NaOH，还含有少量________(填化学式)。

②除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用，则“水浸”时，用水量不宜过大的主要原因是_________。

(3)水解:“*溶”后获得的TiOSO4经加热煮沸，生成难溶于水的H2TiO3，该反应的化学方程式为______。

(4)脱*:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影响TiO2产品的颜*，“脱*”步骤中Ti2(SO4)3的作用是_________。

【回答】

搅拌    12NaOH＋2Ti3O5＋O26Na2TiO3＋6H2O    Na2SiO3    用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)    TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4    将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度   

【分析】

(1)①搅拌可使反应物混合均匀；

②Ti3O5转化为Na2TiO3，钛元素化合价升高，根据氧化还原反应的规律书写并配平化学方程式；

（2）①加入*氧化*后，二氧化硅会与*氧化*反应生成水溶*的硅**；

②考虑后续的蒸发结晶耗能问题分析作答；

(3)根据水解原理结合产物书写化学方程式；

(4)根据提示给定信息，“H2TiO3中的杂质Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去”来分析作答。

【详解】

(1)①为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可适当搅拌，因为搅拌可使反应物混合均匀,增加反应物的接触机会,从而达到加快反应速率的目的，

故*为搅拌；

②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500～550 ℃时生成Na2TiO3，发生氧化还原反应，其化学方程式为：12NaOH＋2Ti3O5＋O26Na2TiO3＋6H2O，

故*为12NaOH＋2Ti3O5＋O26Na2TiO3＋6H2O；

(2) ①熔盐时加入的*氧化*会与少量杂质SiO2反应，其化学方程式为：2NaOH＋SiO2 = Na2SiO3＋H2O，生成的硅**易溶于水，则“滤液”中含有少量Na2SiO3，

故*为Na2SiO3；

②“水浸”时，用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)，

故*为用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)；

(3)“*溶”后获得的TiOSO4会发生水解，经加热煮沸生成难溶于水的H2TiO3，其化学方程式为：TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4，

故*为TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4；

（4）根据给定信息易知，“脱*”步骤中加入还原*的Ti2(SO4)3，是为了将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度，且不引入新的杂质，

故*为将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度。

知识点：氧化还原反应

题型：综合题