赤泥硫酸銨焙燒浸出液水解制備偏鈦酸[TiO（OH）2]可回收鈦。
已知：
i.一定條件下，Ti4+水解?程式：Ti4++3H2O?TiO（OH）2+4H+
ii.一定溫度下：Ksp[Fe（OH）2]=4.9×10-17；Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39
Ⅰ．赤泥與硫酸銨混合制取浸出液。
（1）用化學(xué)用語表示（NH4）2SO4溶液呈酸性的原因 NH+4+H2O?NH3?H2O+H+NH+4+H2O?NH3?H2O+H+。
Ⅱ．水解制備偏鈦酸：浸出液中含F(xiàn)e3+、Ti4+等，先向其中加入還原鐵粉，然后控制水解條件實現(xiàn)Ti4+水解制備偏鈦酸。
（2）浸出液（pH=2）中含有大量Ti4+，若雜質(zhì)離子沉淀會降低鈦水解率。從定量?度解釋加入還原鐵粉的目的 pH=2時，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）2沉淀需要的濃度為4.9×107mol/L；Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀需要的濃度為2.6×10-3mol/L，加鐵粉將Fe3+還原為Fe2+，防?Fe3+優(yōu)先發(fā)生水解生成氫氧化鐵沉淀，阻礙Ti4+的水解反應(yīng)，導(dǎo)致鈦水解率下降pH=2時，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）2沉淀需要的濃度為4.9×107mol/L；Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀需要的濃度為2.6×10-3mol/L，加鐵粉將Fe3+還原為Fe2+，防?Fe3+優(yōu)先發(fā)生水解生成氫氧化鐵沉淀，阻礙Ti4+的水解反應(yīng)，導(dǎo)致鈦水解率下降。
（3）一定條件下，還原鐵粉添加比對鈦水解率的影響如圖所示。當還原鐵粉添加比大于1時，鈦水解率急劇下降，解釋其原因 還原鐵粉添加比過大時，過量的還原鐵粉將浸出液中的Ti（IV）還原為Ti（III），從而造成鈦水解率降低還原鐵粉添加比過大時，過量的還原鐵粉將浸出液中的Ti（IV）還原為Ti（III），從而造成鈦水解率降低。
備注：還原鐵粉添加比=n（鐵）n（理論）；n鐵粉為還原鐵粉添加量，n理論為浸出液中Fe3+全部還原為Fe2+所需的還原鐵粉理論量。
（4）一定條件下，溫度對鈦水解率的影響如圖所示。結(jié)合化學(xué)平衡移動原理解釋鈦水解率隨溫度升高而增大的原因 浸出液存在Ti4+水解平衡：Ti4++3H2O?TiO（OH）2+4H+，鹽的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在其它條件不變時，升高溫度，鹽水解程度增大，導(dǎo)致鈦水解率增大浸出液存在Ti4+水解平衡：Ti4++3H2O?TiO（OH）2+4H+，鹽的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在其它條件不變時，升高溫度，鹽水解程度增大，導(dǎo)致鈦水解率增大。
Ⅲ．電解制備鈦：偏鈦酸煅燒得到二氧化鈦（TiO2），運用電化學(xué)原理在無水CaCl2熔鹽電解質(zhì)中電解TiO2得到海綿鈦，裝置如圖所示。
（5）電極X連接電源 正正（填“正”或“負”）極。
（6）寫出電極Y上發(fā)生的電極反應(yīng)式 TiO2+4e-=Ti+2O2-TiO2+4e-=Ti+2O2-。
NH
+
4
NH
+
4
n
（
鐵
）
n
（
理論
）
【考點】制備實驗方案的設(shè)計；沉淀溶解平衡．
【答案】+H2O?NH3?H2O+H+；pH=2時，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）2沉淀需要的濃度為4.9×107mol/L；Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀需要的濃度為2.6×10-3mol/L，加鐵粉將Fe3+還原為Fe2+，防?Fe3+優(yōu)先發(fā)生水解生成氫氧化鐵沉淀，阻礙Ti4+的水解反應(yīng)，導(dǎo)致鈦水解率下降；還原鐵粉添加比過大時，過量的還原鐵粉將浸出液中的Ti（IV）還原為Ti（III），從而造成鈦水解率降低；浸出液存在Ti4+水解平衡：Ti4++3H2O?TiO（OH）2+4H+，鹽的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在其它條件不變時，升高溫度，鹽水解程度增大，導(dǎo)致鈦水解率增大；正；TiO2+4e-=Ti+2O2-
NH
+
4
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：2難度：0.6
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3形式存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第II步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．K3[Fe（CN）6]溶液 C．KSCN溶液
（3）第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，消耗FeCO3的離子方程式為；然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，F(xiàn)eS2中S元素的化合價為。該納米材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是。
（5）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第III步應(yīng)加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.5 -
2．亞硝酰氯（NOCl,熔點：-64.5℃沸點：-55℃）為紅褐色液體或黃色氣體，具有刺鼻惡臭味，遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫，易溶于濃硫酸。是有機物合成中的重要試劑，常可用于合成清潔劑、觸媒劑及中間體等。實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示（其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸）：
（1）用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣，補充下表中所缺少的藥品。
（2）將制得的NO和Cl2通入圖乙對應(yīng)裝置制備NOCl。裝置Ⅰ 裝置Ⅱ 燒瓶中 分液漏斗中 制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸 ① 制備純凈NO Cu 稀硝酸 ②
①裝置連接順序為a→按氣流自左向右方向，用小寫字母表示）。
②裝置Ⅳ、V除可進一步干燥NO、Cl2外，還可以通過觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中，撤除裝置Ⅳ，直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中，你同意此觀點嗎？。（填“同意”或“不同意”），原因是。
④實驗開始的時候，先通入氯氣，再通入NO，原因為。
（3）有人認為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時儲存后再利用，請選擇可以用作氯氣的儲存裝置；
（4）裝置Ⅶ吸收尾氣時，NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（5）有人認為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO，經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體，因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀，反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式：。
（6）制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì)，為測定產(chǎn)品純度進行如下實驗：稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中，加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑，用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀，消耗AgNO3溶液50.00mL．則該樣品的純度為%（保留1位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：17引用：1難度：0.5 -
3．四溴化鈦（TiBr4）可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑，常溫下為橙黃色固體，熔點：38.3℃，沸點233.5℃，具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）高溫
發(fā)布：2024/12/22 11:0:4組卷：47引用：4難度：0.5
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