Question

四川攀枝花蘊藏豐富的釩、鈦、鐵資源。用鈦鐵礦渣（主要成分為TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合價為+4）作原料，生產白色顏料二氧化鈦的主要步驟如下：w_w w. k#s5_u.c o*m

請回答下列問題：w_w w. k#s5_u.c o*m

（1）      硫酸與二氧化鈦反應的化學方程式是____________________________________。

（2）      向濾液I中加入鐵粉，發(fā)生反應的離子方程式為：_________________________、_______________________________________。

（3）      在實際生產過程中，向沸水中加入濾液Ⅲ，使混合液pH達0.5，鈦鹽開始水解。水解過程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請用所學化學平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用：_______________________________________________。

過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、___________、______________、_______________________（填化學式），減少廢物排放。

（4）A可用于生產紅色顏料（Fe2O3）,其方法是：將556a kgA（摩爾質量為278 g/mol）溶于水中，加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應，鼓入足量空氣攪拌，產生紅褐色膠體；再向紅褐色膠體中加入3336b kg A和112c kg鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應完成后，有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過濾后，沉淀經高溫灼燒得紅色顏料。若所得濾液中溶質只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產紅色顏料_______________________kg。

Answer 1

 (1) 或

(2)     

(3) 加水促進鈦鹽水解，加熱促進鈦鹽水解，降低濃度促進鈦鹽水解

                  

(4)  

解析：本題屬于化工生產流程題。（1）考查酸的通性，可以與金屬氧化物反應，又知道TI的化合價，可以寫出化學方程式。（2）加入濃硫酸后，濃硫酸可以氧化亞鐵離子，再加入鐵粉，鐵粉可以還原鐵離子。除此外，鐵粉還可以與溶液中的H+反應、（3）考查了影響鹽類水解的因素。（4）考慮最后溶質是只有硫酸鈉和硫酸鐵，根據開始加入A為2a×103mol加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應.,說明加入氫氧化鈉的物質的量為4a×103mol，后來又加入12b×103mol的A，和2c×103mol的鐵。根據電荷守恒，溶質中硫酸鈉消耗硫酸根離子為2a×103mol，。而溶液中加入的硫酸根離子物質的量共計為（2a+12b）×103mol,這樣剩下的硫酸根就與鐵離子結合�？芍�消耗鐵離子為8b×103mol,根據鐵元素守恒。nFe=(2a+4b+2c) ×103mol,n Fe2O3=(a+2b+c) ×103mol,計算得mFe2O3=kg.