Question

鈦白粉被廣泛用于制造高級(jí)白色油漆．工業(yè)上以鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃，雜質(zhì)為Fe₂O₃．脈石）為原料制鈦白粉（金紅石晶型TiO₂）的主要工藝有硫酸法和氯化法兩種．其工藝流程如下：


（1）硫酸法工業(yè)流程中加入鐵屑的目的是______．
（2）上述流程中副產(chǎn)品是______，濾渣的成分是______．
（3）從TiOSO₄→H₂TiO₃需要加熱，則加熱的目的是______．
（4）用濃硫酸處理鈦鐵礦，并向所得溶液中加入水和鐵，此時(shí)0.5L的溶液中含有2molTiO²⁺．4.75molSO₄^2-．2.5mol的一種未知陽(yáng)離子和H⁺．常溫下，其溶液的pH=______．
（5）氯化法中熔煉過(guò)程的反應(yīng)為：
2FeTiO₃（s）+7Cl₂（g）+6C（s）2TiCl₄（l）+2FeCl₃（s）+6CO（g）
該反應(yīng)是在1173K的溫度下進(jìn)行，你認(rèn)為還應(yīng)該控制的反應(yīng)條件是______，
平衡常數(shù)表達(dá)式K=______，△S______0（填：＞．＜）
（6）熔煉后分離出四氯化鈦的方法是______，熔煉后物質(zhì)中含有Fe³⁺，那么Fe³⁺檢驗(yàn)的離子方程式為：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）鐵鈦礦加入濃硫酸后生成Fe³⁺離子，加入鐵將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（2）加入過(guò)量鐵屑后溶液中含有Fe²⁺離子，則過(guò)濾后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄），濾渣為過(guò)量的鐵屑和不溶物脈石；
（3）根據(jù)影響水解的外界條件分析；
（4）未知陽(yáng)離子為Fe²⁺，根據(jù)溶液的電中性原則分析；
（5）為防止碳與氧氣反應(yīng)，應(yīng)可絕空氣加熱，根據(jù)平衡常數(shù)等于反應(yīng)物氣體的濃度冪之積除以反應(yīng)物氣體的濃度冪之積計(jì)算平衡常數(shù)，根據(jù)混亂度的大小判斷△S；
（6）根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)選擇分離方法，利用鐵離子與KSCN反應(yīng)生成紅色物質(zhì)鑒別．
解答：解：（1）鐵鈦礦加入濃硫酸后生成Fe³⁺離子，加入鐵將Fe³⁺還原為Fe²⁺，以生成FeSO₄?7H₂O，
故答案為：將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（2）加入過(guò)量鐵屑后溶液中含有Fe²⁺離子，則過(guò)濾后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄），濾渣為過(guò)量的鐵屑和不溶物脈石，
故答案為：FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄），鐵屑和脈石；
（3）TiOSO₄的水解的水解為吸熱反應(yīng)，加熱可促進(jìn)TiOSO₄的水解，故答案為：促進(jìn)TiOSO₄的水解；
（4）由以上反應(yīng)可知，反應(yīng)后生成Fe²⁺離子，為2.5mol．根據(jù)溶液呈電中性可知，2n（TiO²⁺）+2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=2n（SO₄^2-），n（H⁺）=2×4.75mol-2×2mol-2×2.5mol=0.5mol，
c（H⁺）==1mol/L，PH=0，
故答案為：pH=0；
（5）為防止碳與氧氣反應(yīng)，應(yīng)可絕空氣加熱，平衡常數(shù)等于反應(yīng)物氣體的濃度冪之積除以反應(yīng)物氣體的濃度冪之積，則K=，反應(yīng)后生成氣體和液體，混亂度增大，所以△S＞0，
故答案為：隔絕空氣，K=，△S＞0；
（6）熔煉后為液體和固體的混合物，應(yīng)用過(guò)濾的方法分離，檢驗(yàn)Fe³⁺利用Fe³⁺離子與KSCN反應(yīng)生成紅色Fe（SCN）₃，反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：過(guò)濾；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)工藝流程，題目難度較大，做題時(shí)注意從物質(zhì)的性質(zhì)角度結(jié)合題中信息解答，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（3）和（4）兩項(xiàng)．