钛白粉（主要成分是TiO2），广泛用于油漆、塑料、造纸等行业，还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂．下图是以钛铁矿（主要成分FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料生产钛白粉并获得副产品FeSO4?7H2O的工艺流程图．（1）钛铁矿与硫酸发生反应①的化学方程式为；在TiOSO4和FeSO4溶液中加入Fe的目的是．（2）溶液Ⅱ中TiOSO4在加热条件下发生水解反应②的离子方程式为；可回收利用的物质是．（3）为测定溶液Ⅱ中TiOSO4的含量，首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O．过滤后，取出滤液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol?L-1FeCl3溶液，当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30.00mL FeC13溶液．待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是．试题及答案-解答题-云返教育

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钛白粉（主要成分是TiO₂），广泛用于油漆、塑料、造纸等行业，还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂．下图是以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料生产钛白粉并获得副产品FeSO₄?7H₂O的工艺流程图．

（1）钛铁矿与硫酸发生反应①的化学方程式为；在TiOSO₄和FeSO₄溶液中加入Fe的目的是　．
（2）溶液Ⅱ中TiOSO₄在加热条件下发生水解反应②的离子方程式为　；可回收利用的物质是　．
（3）为测定溶液Ⅱ中TiOSO₄的含量，首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO²⁺+Al+6H⁺=3Ti³⁺+Al³⁺+3H₂O．过滤后，取出滤液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用　（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol?L^-1FeCl₃溶液，当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30.00mL FeC1₃溶液．待测钛液中TiOSO₄的物质的量浓度是　．

试题解答

见解析

（1）根据反应物和生成物写出化学方程式；Fe²⁺具有较强的还原性；
（2）根据反应物和生成物及质量和电荷守恒定律写出化学方程式，根据产物确定可回收利用的物质；
（3）准确滴加氯化铁溶液可使用酸式滴定管；根据元素守恒计算待测钛液中TiOSO₄的物质的量；

（1）反应物有FeTiO₃，H₂SO₄；生成物有：TiOSO₄和FeSO₄，化学方程式为FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；Fe²⁺具有较强的还原性，加入Fe可防止Fe²⁺被氧化，
故答案为：FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O；防止Fe²⁺被氧化，以获得纯净的副产品FeSO₄?7H₂O；
（2）TiOSO₄与水反应生成H₂TiO₃，离子方程式为TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；反应生成硫酸，硫酸可回收利用，
故答案为：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；H₂SO₄；
（3）准确滴加氯化铁溶液可使用滴定管，氯化铁有较强的氧化性，应用酸式滴定管；
设滤液Ti³⁺的物质的量为X．
Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺
1 1
X 0.1000mol?L^-1×0.03L
解得X=0.1000mol?L^-1×0.03L=0.003mol
则待测钛液中TiOSO₄的物质的量=0.003mol×5=0.015mol
根据C=

=1.50 mol?L^-1
故答案为：酸式滴定管；1.50 mol?L^-1；

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选修4 鲁科版解答题高中化学

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