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（2010?四川）四川攀枝花蘊藏豐富的釩、鈦、鐵資源．用鈦鐵礦渣（主要成分為TiO2、FeO、Fe2O3，Ti的最高化合價為+4）作原料，生產白色顏料二氧化鈦的主要步驟如圖：請回答下列問題：（1）硫酸與二氧化鈦反應的化學方程式是______．（2）向濾液Ⅰ中加入鐵粉，發生反應的離子方程式為：______、______．（3）在實際生產過程中，向沸水中加入濾液Ⅲ，使混合液pH達0.5，鈦鹽開始水解．水解過程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀．請用所學化學平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用：______．過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、______、______、______（填化學式），減少廢物排放．（4）A可用于生產紅色顏料（Fe2O3），其方法是：將556akgA（摩爾質量為278g/mol）溶于水中，加入過量氫氧化鈉溶液恰好完全反應，鼓入足量空氣攪拌，產生紅褐色膠體，再向紅褐色膠體中加入3336bkgA和112ckg鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應完全后，有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過濾后，沉淀經高溫灼燒得紅色顏料，若所得濾液中溶質只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產紅色顏料______kg．

匿名用戶 | 2017-05-23 02:31

全部答案

（共1個回答）
  • （1）依據酸的通性，可以與金屬氧化物反應，又知道TI的化合價，可以寫出化學方程式為：TiO2+2H2SO4=Ti2（SO4）2+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O；
    故答案為：TiO2+2H2SO4=Ti2（SO4）2+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O；
    （2）加入濃硫酸后，濃硫酸可以氧化亞鐵離子，再加入鐵粉，鐵粉可以還原鐵離子，鐵粉還可以與溶液中的H+反應，反應的離子方程式為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
    故答案為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
    （3）影響鈦鹽水解的因素有濃度、溫度等，由Ti（SO4）2水解呈酸性，知沸水、高溫水蒸氣、維持溶液沸騰等均為升溫，沸水、高溫水蒸氣即加水且降低H+濃度，故高溫水蒸氣使水解平衡移動的作用是：加水、加熱、降低H+濃度均可促進鈦鹽水解．根據該工藝流程知：濾液Ⅲ的主要成分為大量的鈦鹽、溶解的硫酸亞鐵、少量的硫酸（混合液pH達0.5）等，鈦鹽水解后過濾去水合二氧化鈦，得到的濾液中含有未水解的鈦鹽及FeSO4、H2SO4、H2O等．
    故答案為：加水促進鈦鹽水解，加熱促進鈦鹽水解，降低H+濃度促進鈦鹽水解；H2O； FeSO4； H2SO4；
    （4）依題意A與適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應，FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe（OH）2↓，根據開始加入A為2a×103mol，可知加入氫氧化鈉為4a×103mol；后來又加入12b×103mol的A和2c×103mol的鐵，由Na2SO4 、FeSO4、Fe2（SO4）3、Fe2O3等化學式的定量組成和守恒思想分別可求得以下各量：利用Na+離子守恒，n（NaOH）=2n（Na2SO4），可知Na2SO4物質的量為2a×103mol；利用SO42-離子守恒，n（FeSO4）=n（Na2SO4）+3n[Fe2（SO4）3]，可知Fe2（SO4）3物質的量為（2a+12b-2a）×103mol×
    1
    3
    =4b×103mol；利用Fe元素守恒，n（FeSO4）+n（Fe）=2 n[Fe2（SO4）3]+2n（Fe2O3），可知n（Fe2O3）=（2a+12b+2c-4b×2）×103mol×
    1
    2
    =（a+2b+c）×103mol，計算得m（Fe2O3）=（160a+320b+160c）kg；
    故答案為：160a+320b+160c．
    匿名用戶 | 2017-05-23 02:31

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