四氯化鈦是制取海綿鈦和氯化法鈦白（二氧化鈦）的主要原料，用于制造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是制取航天航空工業(yè)材料--鈦合金的重要原料，由鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等雜質(zhì)），制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程如圖：
已知：
Ⅰ．①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生：2Fe3++Fe═3Fe2+、2TiO2+（無色）+Fe+4H+═2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O、Ti3+（紫色）+Fe3++H2O═2TiO2+（無色）+Fe2++2H+；
Ⅱ．四氯化鈦的熔點-25.0℃，沸點136.4℃，SiCl4的熔點-68.8℃，沸點57.6℃。
回答下列問題：
（1）用鹽酸酸浸時，為使酸浸速率加快，可采取的措施是：適當(dāng)增大鹽酸濃度；適當(dāng)升高溫度；攪拌、減小鈦鐵礦粒徑等適當(dāng)增大鹽酸濃度；適當(dāng)升高溫度；攪拌、減小鈦鐵礦粒徑等（至少寫2條），發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2OFeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O。
（2）廢渣的成分是SiO2SiO2。
（3）如何檢驗富含TiO2+溶液中是否還含鐵元素取少量溶液，加入KSCN溶液，若不變紅，再加入氯水，仍然不變紅，說明溶液中不含鐵元素取少量溶液，加入KSCN溶液，若不變紅，再加入氯水，仍然不變紅，說明溶液中不含鐵元素。
（4）若將制得的固體TiO2?nH2O用酸清洗除去其中的Fe（OH）3雜質(zhì)，還可制得鈦白粉。已知25℃時，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，該溫度下反應(yīng)Fe（OH）3+3H+?Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=4.0×1044.0×104。
（5）上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是沒有對“三廢”進行合理的處理或回收再利用等沒有對“三廢”進行合理的處理或回收再利用等。（只要求寫出一項）
（6）要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4，可采用的方法是蒸餾（或分餾）蒸餾（或分餾）。
（7）用TiCl4水解生成TiO2?nH2O，經(jīng)過濾、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2．寫出TiCl4水解生成TiO2?nH2O的化學(xué)方程式TiCl4+（n+2）H2O?TiO2?nH2O+4HClTiCl4+（n+2）H2O?TiO2?nH2O+4HCl。
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】適當(dāng)增大鹽酸濃度；適當(dāng)升高溫度；攪拌、減小鈦鐵礦粒徑等；FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O；SiO2；取少量溶液，加入KSCN溶液，若不變紅，再加入氯水，仍然不變紅，說明溶液中不含鐵元素；4.0×104；沒有對“三廢”進行合理的處理或回收再利用等；蒸餾（或分餾）；TiCl4+（n+2）H2O?TiO2?nH2O+4HCl
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：26引用：2難度：0.4
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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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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
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)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時，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)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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，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
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