Question

18．二氧化鈦是鈦的重要化合物，鈦白（純凈的二氧化鈦）是一種折射率高、著色力和遮蓋力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的白色顏料．從鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，含F(xiàn)e₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）制取二氧化鈦，常用硫酸法，其流程如下：

（1）鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO₄和FeSO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式FeTiO₃+2H₂SO₄═FeSO₄+TiOSO₄+2H₂O．
（2）為提高“固體熔塊”水浸取時(shí)的浸出率，除了采用循環(huán)浸取、延長時(shí)間、熔塊粉碎外，適宜的條件還可以選擇連續(xù)攪拌、適當(dāng)升高溫度（任寫一種）．
（3）過濾時(shí)所需玻璃儀器為漏斗、玻璃棒和燒杯．從濾液中得到X為綠礬（FeSO₄•7H₂O）晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、低溫干燥．實(shí)驗(yàn)室要配制、保存該溶液時(shí)需加少量鐵屑，目的是防止Fe²⁺被氧化．
（4）第③步反應(yīng)化學(xué)方程式TiOSO₄+2H₂O=H₂TiO₃+H₂SO₄．
（5）若實(shí)驗(yàn)時(shí)需要450mL2mol/L的NaOH溶液，則在精確配制時(shí)，需用托盤天平稱取NaOH固體40.0g，所使用的儀器除托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙外，還必須有500ml容量瓶（填儀器名稱）．

Answer 1

分析 鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，含F(xiàn)e₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）加入濃硫酸加熱反應(yīng)得到固體熔塊，加入水水浸，得到浸取液中加入鐵屑防止亞鐵離子被氧化為鐵離子，過濾得到X晶體為為綠礬（FeSO₄•7H₂O）晶體和濾液TiOSO₄，加入水反應(yīng)生成H₂TiO₃，高溫煅燒得到二氧化鈦，
（1）鈦鐵礦主要成分FeTiO₃與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO₄和FeSO₄，結(jié)合原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（2）為提高“固體熔塊”水浸取時(shí)的浸出率可以連續(xù)攪拌，升高溫度，循環(huán)浸取、延長時(shí)間、熔塊粉碎等；
（3）亞鐵離子易被空氣中氧氣氧化為鐵離子，避免亞鐵離子被氧化且不引入雜質(zhì)，加入鐵屑可以防止亞鐵離子被氧化；
（4）第③步反應(yīng)是TiOSO₄加入水反應(yīng)生成H₂TiO₃和硫酸的反應(yīng)；
（5）若實(shí)驗(yàn)時(shí)需要450mL2mol/L的NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)室中無450ml容量瓶，需要在500ml容量瓶中進(jìn)行配置，然后取出450ml溶液，則在精確配制時(shí)需要認(rèn)真的質(zhì)量依據(jù)500ml溶液計(jì)算，

解答 解：鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，含F(xiàn)e₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）加入濃硫酸加熱反應(yīng)得到固體熔塊，加入水水浸，得到浸取液中加入鐵屑防止亞鐵離子被氧化為鐵離子，過濾得到X晶體為為綠礬（FeSO₄•7H₂O）晶體和濾液TiOSO₄，加入水反應(yīng)生成H₂TiO₃，高溫煅燒得到二氧化鈦，
（1）鈦鐵礦主要成分FeTiO₃與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO₄和FeSO₄，結(jié)合原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：FeTiO₃+2H₂SO₄═FeSO₄+TiOSO₄+2H₂O，
故答案為：FeTiO₃+2H₂SO₄═FeSO₄+TiOSO₄+2H₂O；
（2）為提高“固體熔塊”水浸取時(shí)的浸出率，適宜的條件可以選擇，連續(xù)攪拌，升高溫度，循環(huán)浸取、延長時(shí)間、熔塊粉碎等，
故答案為：連續(xù)攪拌、適當(dāng)升高溫度；
（3）亞鐵離子易被空氣中氧氣氧化為鐵離子，避免亞鐵離子被氧化且不引入雜質(zhì)，加入鐵屑可以防止亞鐵離子被氧化，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）第③步反應(yīng)是TiOSO₄加入水反應(yīng)生成H₂TiO₃和硫酸的反應(yīng) 的化學(xué)方程式為：TiOSO₄+2H₂O=H₂TiO₃+H₂SO₄，
故答案為：TiOSO₄+2H₂O=H₂TiO₃+H₂SO₄；
（5）若實(shí)驗(yàn)時(shí)需要450mL2mol/L的NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)室中無450ml容量瓶，需要在500ml容量瓶中進(jìn)行配置，然后取出450ml溶液，則在精確配制時(shí)需要認(rèn)真的質(zhì)量依據(jù)500ml溶液計(jì)算，需用托盤天平稱取NaOH固體質(zhì)量=0.5L×2mol/L×40g/mol=40.0g，所使用的儀器除托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙外，還必須有 500ml容量瓶，
故答案為：40.0，500ml容量瓶；

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)提純、分離、制備等流程分析判斷，一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，難度不大，易錯(cuò)題為氫氧化鈉的質(zhì)量，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．