Question

鈦白粉（主要成分是TiO₂），廣泛用于油漆、塑料、造紙等行業(yè)，還可用作乙醇脫水、脫氫的催化劑．下圖是以鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料生產(chǎn)鈦白粉并獲得副產(chǎn)品FeSO₄?7H₂O的工藝流程圖．

（1）鈦鐵礦與硫酸發(fā)生反應(yīng)①的化學(xué)方程式為______；在TiOSO₄和FeSO₄溶液中加入Fe的目的是______．
（2）溶液Ⅱ中TiOSO₄在加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)②的離子方程式為______；可回收利用的物質(zhì)是______．
（3）為測定溶液Ⅱ中TiOSO₄的含量，首先取待測鈦液10mL用水稀釋至100mL，加過量鋁粉，充分振蕩，使其完全反應(yīng)：3TiO²⁺+Al+6H⁺=3Ti³⁺+Al³⁺+3H₂O．過濾后，取出濾液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示劑，用______（填一種玻璃儀器的名稱）滴加0.1000mol?L^-1 FeCl₃溶液，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色達(dá)到滴定終點(diǎn)，用去了30.00mL FeC1₃溶液．待測鈦液中TiOSO₄的物質(zhì)的量濃度是______．

Answer 1

解：（1）反應(yīng)物有FeTiO₃，H₂SO₄；生成物有：TiOSO₄和FeSO₄，化學(xué)方程式為FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；Fe²⁺具有較強(qiáng)的還原性，加入Fe可防止Fe²⁺被氧化，
故答案為：FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；防止Fe²⁺被氧化，以獲得純凈的副產(chǎn)品FeSO₄?7H₂O；
（2）TiOSO₄與水反應(yīng)生成H₂TiO₃，離子方程式為TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；反應(yīng)生成硫酸，硫酸可回收利用，
故答案為：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；H₂SO₄；
（3）準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用滴定管，氯化鐵有較強(qiáng)的氧化性，應(yīng)用酸式滴定管；
設(shè)濾液Ti³⁺的物質(zhì)的量為X．
Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（無色）+Fe²⁺+2H⁺
1 1
X 0.1000mol?L^-1×0.03L
解得X=0.1000mol?L^-1×0.03L=0.003mol
則待測鈦液中TiOSO₄的物質(zhì)的量=0.003mol×5=0.015mol
根據(jù)C===1.50 mol?L^-1
故答案為：酸式滴定管；1.50 mol?L^-1；
分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式；Fe²⁺具有較強(qiáng)的還原性；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物及質(zhì)量和電荷守恒定律寫出化學(xué)方程式，根據(jù)產(chǎn)物確定可回收利用的物質(zhì)；
（3）準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用酸式滴定管；根據(jù)元素守恒計算待測鈦液中TiOSO₄的物質(zhì)的量；
點(diǎn)評：本題考查常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用，難度適中，注意根據(jù)元素守恒和C=解題．