鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料．由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如圖1：
已知：①TiO2+易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中②TiCl4的熔點(diǎn)-25.0℃，沸點(diǎn)136.4℃；SiCl4的熔點(diǎn)-68.8℃，沸點(diǎn)57.6℃
回答下列問題：
（1）寫出鈦鐵礦酸浸時(shí)，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式TiO2+2H+=TiO2++H2OTiO2+2H+=TiO2++H2O，加入鐵屑的作用是使Fe3+還原為Fe2+使Fe3+還原為Fe2+．
（2）操作Ⅱ包含的具體操作方法有蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（洗滌）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（洗滌）．
（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2?nH2O，請(qǐng)用恰當(dāng)?shù)脑砗突瘜W(xué)用語(yǔ)解釋其原因溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2?nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng)，降低了溶液中c（H+），促進(jìn)水解平衡向生成TiO2?nH2O的方向移動(dòng)溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2?nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng)，降低了溶液中c（H+），促進(jìn)水解平衡向生成TiO2?nH2O的方向移動(dòng)，廢液中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4Na2SO4（填化學(xué)式）．
（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特（Hunter）法生產(chǎn)鈦的流程如圖2：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式TiO2+2C+2Cl2 900℃ TiCl4+2COTiO2+2C+2Cl2 900℃ TiCl4+2CO，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì)，可采用蒸餾（或分餾）蒸餾（或分餾）方法除去．
（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解液為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽，原理如圖3所示，則其陰極電極反應(yīng)為：TiO2+4e-=Ti+2O2-TiO2+4e-=Ti+2O2-，電解過程中陽(yáng)極電極上會(huì)有氣體生成，該氣體可能含有O2、CO、CO2O2、CO、CO2．
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【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】TiO2+2H+=TiO2++H2O；使Fe3+還原為Fe2+；蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（洗滌）；溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2?nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng)，降低了溶液中c（H+），促進(jìn)水解平衡向生成TiO2?nH2O的方向移動(dòng)；Na2SO4；TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO；蒸餾（或分餾）；TiO2+4e-=Ti+2O2-；O2、CO、CO2
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：5引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5