鈦及鈦合金在航空航天領域具有重要的應用價值。鈦鐵礦的主要成分爲鈦*亞鐵(FeTiO3)，另含有少量SiO2、F...

問題詳情：

鈦及鈦合金在航空航天領域具有重要的應用價值。鈦鐵礦的主要成分爲鈦*亞鐵(FeTiO3)，另含有少量SiO2、Fe2O3等雜質。以鈦鐵礦爲原料製備鈦的工藝流程如圖所示。

(1)爲提高鈦鐵礦*浸時的浸出率，除了採用循環浸取、延長時間、熔塊粉碎外，還可以採用________(寫一種方法)。

(2)硫*質量分數對鈦、鐵浸出率的影響如圖所示，據此判斷，*浸時所加硫*的質量分數應爲________。鈦鐵礦的主要成分與濃硫*反應的主要產物是TiOSO4和FeSO4，該反應的化學方程式爲______________________________。

(3)查閱資料可知：TiO2＋與Fe3＋水解轉化爲沉澱的pH接近；反應①Fe3＋＋H2Y2－FeY－＋2H＋，K＝1024.3；反應②TiO2＋＋H2Y2－TiOY2－＋2H＋，K＝1017.3。含鈦鐵溶液經EDTA(H2Y2－)處理後再調節pH，TiO2＋水解生成偏鈦*[TiO(OH)2]沉澱，則TiO2＋水解的離子方程式爲______________________；Fe3＋未轉化爲沉澱的原因是__________________________。

(4)將濾液2經________、冷卻結晶、過濾一系列*作還可獲得副產品綠*(FeSO4·7H2O)。濾液2經處理後，還可返回流程中使用的物質是________。

(5)利用如圖所示裝置在一定條件下由TiO2製取金屬鈦的化學方程式爲______________________________________。陽極的電極反應式爲___________。

【回答】

*　(1)連續攪拌(或適當升高溫度等)　(2)80%～85%　FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O　(3)TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2＋2H＋　反應①的K遠大於反應②，Fe3＋主要轉化爲FeY－

(4)蒸發濃縮　H2SO4　(5)2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti　C＋2O2－－4e－===CO2↑

解析　(1)不斷攪拌、適當升高溫度等均可提高鈦鐵礦*浸時的浸出率。

(2)由題圖知，硫*質量分數在80%～85%時，鈦、鐵浸出率均較高。根據反應物、產物分析，該反應是非氧化還原反應，根據原子守恆即可寫出反應的化學方程式。

(3)TiO2＋水解時生成TiO(OH)2和H＋，故TiO2＋水解的離子方程式爲：TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2＋2H＋；由題知，反應①的K遠大於反應②，用EDTA處理後再調節pH，Fe3＋主要轉化爲FeY－，而不轉化爲沉澱。

(4)從濾液到晶體，需要經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾一系列*作；結合題圖知，可返回流程中使用的物質是H2SO4。

(5)由題圖知，*極上Ca2＋得電子生成Ca，然後Ca與TiO2反應置換出金屬Ti，化學方程式爲：2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti；陽極上碳單質失電子發生氧化反應，其電極反應式爲：C＋2O2－－4e－===CO2↑。

知識點：電化學 膠體

題型：綜合題