Question

金屬鈦（Ti）因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料，被譽為“未來金屬”．以鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產品甲的工業生產流程如下：

回答下列問題：
（1）鈦鐵礦和濃硫酸反應的產物之一是TiOSO₄，反應中無氣體生成．副產品甲是

 

．
（2）上述生產流程中加入Fe屑的目的是

 

，檢驗副產品甲是否變質的實驗方法是

 

．
（3）上述生產流程中所得到的金屬鈦中混有少量雜質，可加入

 

 溶解后除去．
（4）最近，用熔融法直接電解中間產品乙制取金屬鈦獲得成功．寫出電解乙制取金屬鈦的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）加入過量鐵屑后溶液中含有Fe²⁺離子，則過濾后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄）；
（2）鈦鐵礦和濃硫酸反應的產物之一是TiOSO₄，加入鐵屑，可防止Fe²⁺氧化；
（3）金屬鈦中混有少量雜質鎂，可用鹽酸除雜；
（4）電解熔融的二氧化鈦可以得到金屬鈦．

解答： 解：（1）加入過量鐵屑后溶液中含有Fe²⁺離子，則過濾后可得FeSO₄?7H₂O（或FeSO₄），故答案為：FeSO₄?7H₂O；
（2）鈦鐵礦和濃硫酸反應的產物之一是TiOSO₄，加入鐵屑，可防止Fe²⁺氧化，亞鐵離子易被氧化為鐵離子，檢驗副產品甲是否變質，只要檢驗其中是否有鐵離子即可，實驗方法是：取副產品甲少許溶于水，滴加適量KSCN溶液，觀察溶液是否變為血紅色，如果變血紅色，證明已經變質，否則沒變質，
故答案為：防止Fe²⁺氧化；取副產品甲少許溶于水，滴加適量KSCN溶液，觀察溶液是否變為血紅色，如果變血紅色，證明已經變質，否則沒變質；
  （3）金屬鈦中混有少量雜質鎂，由題給信息鈦的化學活性很小，僅能與氧氣、氫氟酸等幾種物質起反應可知，可用鹽酸除雜，
故答案為：稀鹽酸；
（4）煅燒鈦酸可以得到二氧化鈦，電解熔融的二氧化鈦可以得到金屬鈦，即TiO₂

通電  .

Ti+O₂↑，故答案為：TiO₂

通電  .

Ti+O₂↑．

點評：本題考查物質的制備實驗方案的設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握實驗的基本原理和物質的性質．