钛及钛合金在航空航天领域具有重要的应用价值。钛铁矿的主要成分为钛*亚铁(FeTiO3)，另含有少量SiO2、F...

问题详情：

钛及钛合金在航空航天领域具有重要的应用价值。钛铁矿的主要成分为钛*亚铁(FeTiO3)，另含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。以钛铁矿为原料制备钛的工艺流程如图所示。

(1)为提高钛铁矿*浸时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间、熔块粉碎外，还可以采用________(写一种方法)。

(2)硫*质量分数对钛、铁浸出率的影响如图所示，据此判断，*浸时所加硫*的质量分数应为________。钛铁矿的主要成分与浓硫*反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，该反应的化学方程式为______________________________。

(3)查阅资料可知：TiO2＋与Fe3＋水解转化为沉淀的pH接近；反应①Fe3＋＋H2Y2－FeY－＋2H＋，K＝1024.3；反应②TiO2＋＋H2Y2－TiOY2－＋2H＋，K＝1017.3。含钛铁溶液经EDTA(H2Y2－)处理后再调节pH，TiO2＋水解生成偏钛*[TiO(OH)2]沉淀，则TiO2＋水解的离子方程式为______________________；Fe3＋未转化为沉淀的原因是__________________________。

(4)将滤液2经________、冷却结晶、过滤一系列*作还可获得副产品绿*(FeSO4·7H2O)。滤液2经处理后，还可返回流程中使用的物质是________。

(5)利用如图所示装置在一定条件下由TiO2制取金属钛的化学方程式为______________________________________。阳极的电极反应式为___________。

【回答】

*　(1)连续搅拌(或适当升高温度等)　(2)80%～85%　FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O　(3)TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2＋2H＋　反应①的K远大于反应②，Fe3＋主要转化为FeY－

(4)蒸发浓缩　H2SO4　(5)2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti　C＋2O2－－4e－===CO2↑

解析　(1)不断搅拌、适当升高温度等均可提高钛铁矿*浸时的浸出率。

(2)由题图知，硫*质量分数在80%～85%时，钛、铁浸出率均较高。根据反应物、产物分析，该反应是非氧化还原反应，根据原子守恒即可写出反应的化学方程式。

(3)TiO2＋水解时生成TiO(OH)2和H＋，故TiO2＋水解的离子方程式为：TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2＋2H＋；由题知，反应①的K远大于反应②，用EDTA处理后再调节pH，Fe3＋主要转化为FeY－，而不转化为沉淀。

(4)从滤液到晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤一系列*作；结合题图知，可返回流程中使用的物质是H2SO4。

(5)由题图知，*极上Ca2＋得电子生成Ca，然后Ca与TiO2反应置换出金属Ti，化学方程式为：2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti；阳极上碳单质失电子发生氧化反应，其电极反应式为：C＋2O2－－4e－===CO2↑。

知识点：电化学 胶体

题型：综合题