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(2010?四川)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源.用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如图:请回答下列问题:(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是______.(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:______、______.(3)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液Ⅲ,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解.水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀.请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:______.过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、______、______、______(填化学式),减少废物排放.(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:将556akgA(摩尔质量为278g/mol)溶于水中,加入过量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体,再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完全后,有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料,若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料______kg.

匿名用户 | 2017-05-23 02:31

全部答案

(共1个回答)
  • (1)依据酸的通性,可以与金属氧化物反应,又知道TI的化合价,可以写出化学方程式为:TiO2+2H2SO4=Ti2(SO42+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O;
    故答案为:TiO2+2H2SO4=Ti2(SO42+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O;
    (2)加入浓硫酸后,浓硫酸可以氧化亚铁离子,再加入铁粉,铁粉可以还原铁离子,铁粉还可以与溶液中的H+反应,反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;Fe+2H+=Fe2++H2↑;
    故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;Fe+2H+=Fe2++H2↑;
    (3)影响钛盐水解的因素有浓度、温度等,由Ti(SO42水解呈酸性,知沸水、高温水蒸气、维持溶液沸腾等均为升温,沸水、高温水蒸气即加水且降低H+浓度,故高温水蒸气使水解平衡移动的作用是:加水、加热、降低H+浓度均可促进钛盐水解.根据该工艺流程知:滤液Ⅲ的主要成分为大量的钛盐、溶解的硫酸亚铁、少量的硫酸(混合液pH达0.5)等,钛盐水解后过滤去水合二氧化钛,得到的滤液中含有未水解的钛盐及FeSO4、H2SO4、H2O等.
    故答案为:加水促进钛盐水解,加热促进钛盐水解,降低H+浓度促进钛盐水解;H2O; FeSO4; H2SO4
    (4)依题意A与适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓,根据开始加入A为2a×103mol,可知加入氢氧化钠为4a×103mol;后来又加入12b×103mol的A和2c×103mol的铁,由Na2SO4 、FeSO4、Fe2(SO43、Fe2O3等化学式的定量组成和守恒思想分别可求得以下各量:利用Na+离子守恒,n(NaOH)=2n(Na2SO4),可知Na2SO4物质的量为2a×103mol;利用SO42-离子守恒,n(FeSO4)=n(Na2SO4)+3n[Fe2(SO43],可知Fe2(SO43物质的量为(2a+12b-2a)×103mol×
    1
    3
    =4b×103mol;利用Fe元素守恒,n(FeSO4)+n(Fe)=2 n[Fe2(SO43]+2n(Fe2O3),可知n(Fe2O3)=(2a+12b+2c-4b×2)×103mol×
    1
    2
    =(a+2b+c)×103mol,计算得m(Fe2O3)=(160a+320b+160c)kg;
    故答案为:160a+320b+160c.
    匿名用户 | 2017-05-23 02:31

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