Question

2．鈦鐵礦（主要成分是FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦的工業(yè)生產(chǎn)流程如圖1所示．

（1）上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是將Fe³⁺還原為Fe²⁺．
（2）副產(chǎn)品是FeSO₄•7H₂O．
（3）寫出由TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的離子方程式TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺．
（4）由TiO₂轉(zhuǎn)化為TiCl₄的反應(yīng)方程式是：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）$\stackrel{高溫}{?}$TiCl₄（g）+2CO（g），
TiCl₄的百分含量隨溫度的變化如圖2所示，升高溫度時(shí)，K值減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO₄，加入鐵屑，將Fe³⁺還原為Fe²⁺，可防止Fe²⁺氧化，趁熱過濾，濾液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷卻結(jié)晶，析出FeSO₄•7H₂O副產(chǎn)品，得到含有TiOSO₄的濾液，加入水，加熱可水解生成H₂TiO₃，過濾得到H₂TiO₃，經(jīng)煅燒可生成TiO₂，用氯氣、碳反應(yīng)可生成TiCl₄，高溫條件下與鎂反應(yīng)可生成Ti；
（1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺；
（2）濾液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷卻結(jié)晶，析出FeSO₄•7H₂O副產(chǎn)品；
（3）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃和氫離子；
（4）由圖象可知，升高溫度TiCl₄的百分含量減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺，故答案為：將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（2）濾液中含有FeSO₄和TiOSO₄，冷卻結(jié)晶，得到FeSO₄•7H₂O晶體，所以副產(chǎn)品為FeSO₄•7H₂O，故答案為：FeSO₄•7H₂O；
（3）TiO²⁺水解生成H₂TiO₃和氫離子，水解方程式為TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺，
故答案為：TiO²⁺+H₂O?H₂TiO₃+2H⁺；
（4）平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，由圖象可知，升高溫度TiCl₄的百分含量減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，
故答案為：減�。�

點(diǎn)評 本題考查工藝流程，題目難度中等，本題注意分析流程各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化，題中考查點(diǎn)較多，學(xué)習(xí)中注重相關(guān)知識、方法的積累．