以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛,生产的工艺流程图如下,其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方

以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛,生产的工艺流程图如下,其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

回答下列问题:
(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于______(选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”);
(2)反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是______;
(3)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化,物质A是______,上述制备TiO2的过程中,所得到的副产物及可回收利用的物质是______.
(4)钛、氯气和过量焦炭在高温下反应的化学方程式
2Cl2+TiO2+2C
高温
.
TiCl4+2CO
2Cl2+TiO2+2C
高温
.
TiCl4+2CO

(5)如果取钛铁矿At,生产出钛Bt(不考虑损耗),则钛铁矿中钛的质量分数
[B/A]×100%
[B/A]×100%
(用A、B字母表示).
5261261 1年前 已收到1个回答 举报

飞雪夜归人 幼苗

共回答了13个问题采纳率:84.6% 举报

解题思路:(1)根据氧化还原反应中元素的化合价发生变化进行分析判断;(2)Mg和Ti都有较强还原性,在高温下都易被空气中的O2氧化,镁和氮气二氧化碳都反应;(3)浓硫酸具有强氧化性,与Fe2+反应生成Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+;过滤后滤液中含有FeSO4;由工艺流程图及题中信息可知可回收利用的物质是FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4;(4)氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应,由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳,根据反应前后元素种类不变,即可写出反应的化学方程式;(5)根据钛原子守恒进行解答;

(1)钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,其中铁元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,钛的化合价为+4价,钛铁矿和浓硫酸反应后,TiOSO4中钛的化合价为+4价,硫为+6价,氧元素的化合价为-2价,FeSO4中铁元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,无化合价的变化,是非氧化还原反应,
故答案为:非氧化还原反应;
(2)Mg和Ti都有较强还原性,在高温下都易被空气中的O2氧化,镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,镁和氮气反应生成氮化镁,所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行,
故答案为:防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气(或氮气、二氧化碳)作用;
(3)浓硫酸具有强氧化性,与Fe2+反应生成Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+,所以物质A是Fe;过滤后滤液中含有FeSO4,结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体,由工艺流程图及题中信息可知上述制备TiO2的过程中,所得到的副产物及可回收利用的物FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4
故答案为:Fe;FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4
(4)氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应,氯气具有氧化性,碳具有还原性,由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳,根据反应前后元素种类不变,反应的化学方程式为:2Cl2+TiO2+2C

高温
.
TiCl4+2CO,
故答案为:2Cl2+TiO2+2C

高温
.
TiCl4+2CO;
(5)如果取钛铁矿At,生产出钛Bt,根据钛没有损耗,所以生产出的钛的质量等于钛铁矿中钛元素的质量,所以钛铁矿中钛的质量分数[B/A]×100%,
故答案为:[B/A]×100%;

点评:
本题考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;制备实验方案的设计.

考点点评: 本题考查以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛工艺流程,注意分析流程各反应物的转化是解答的关键,题目难度中等.

1年前

9
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.023 s. - webmaster@yulucn.com