Question

鈦（fTi）被譽(yù)為21世紀(jì)金屬．冶煉鈦的主要原料是含F(xiàn)e₂0₃的鈦鐵礦（FeTiO₃），其生產(chǎn)過(guò)程如圖：

已知：TiOSO₄可溶于水且易水解，H₂Ti0₃難溶于水．試回答下列問(wèn)題：
（1）步驟②的主要實(shí)驗(yàn)操作是冷卻、結(jié)晶、

 

 （填操作名稱）；步驟④在實(shí)驗(yàn)室中常將試劑置于

 

 （填儀器名稱）中加強(qiáng)熱．
（2）步驟③中加入熱水的作用是

 

（3）步驟④中硫酸亞鐵晶體（FeS04*7H₂0）在空氣中煅燒生成鐵紅、水和三氧化硫，寫出該 反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

（4）步驟②所得到的硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?7H₂0）是目前工業(yè)上處理含鉻有毒廢水常用 的化學(xué)試劑，二者反應(yīng)后（Cr由+6價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)）可以轉(zhuǎn)化為有重要工業(yè)價(jià)值的 鐵氧體復(fù)合氧化物（常用Fe0．Fe_yCr_x0₃表示）．欲制備該鐵氧體復(fù)合氧化物，試求在 酸性的含鉻廢水中，加入FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量應(yīng)為廢水中六價(jià)鉻（相當(dāng)于CrC₃）質(zhì) 量的

 

倍．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：（1）結(jié)晶后析出晶體，操作為過(guò)濾；灼燒晶體失去結(jié)晶水用坩堝；
（2）水解平衡是吸熱的，從化學(xué)平衡的原理解釋；
（3）據(jù)氧化還原原理，確定反應(yīng)物有氧氣寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）據(jù)電子得失和原子守恒關(guān)系求解．

解答： 解：（1）結(jié)晶后析出晶體，操作為過(guò)濾；灼燒晶體失去結(jié)晶水在坩堝中進(jìn)行，
故答案為：過(guò)濾；坩堝；
（2）水解平衡是吸熱的，用熱水稀釋有利于促使TiO²⁺水解生成H₂TiO₃，
故答案為：加熱、稀釋有利于促使TiO²⁺水解生成H₂TiO₃；
（3）據(jù)氧化還原原理，反應(yīng)物有氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeSO₄?7H₂O+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4SO₃+28H₂O，
故答案為：4FeSO₄?7H₂O+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4SO₃+28H₂O；
（4）FeO?Fe_yCr_xO₃中，Cr為+3價(jià)，F(xiàn)e為+3價(jià)，故x+y=2，根據(jù)電子得失守恒有Fe：Cr=3：1，可以設(shè)x=0.5，y=1.5；可以得出量的關(guān)系為2.5FeSO₄?7H₂O～0.5CrO₃，故質(zhì)量比為（2.5×278）：0.5×100=13.9，
故答案為：13.9．

點(diǎn)評(píng)：本題考查以鈦鐵礦為主要原料冶煉金屬鈦工藝流程，注意分析流程各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．