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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe...

钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。

1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为________

2)物质A________(填化学式),“一系列操作”为________

3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有________________。(写出两条)。

4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。阴极的电极反应式为________;若制得金属Ti 9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。

5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式________;若反应后的溶液中cFe2+=2×10-6mol·L-1,则溶液中cCO32-=________mol·L-1。(已知:常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1

 

FeTiO3+2H2SO4 TiOSO4+FeSO4+2H2O Fe 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 加水稀释反应物 加碱中和生成的酸、加热等 TiO2+4e-===Ti+2O2- 4480(2分) Fe2+ + 2HCO3—=FeCO3↓+CO2↑+ H2O 1×10—5 【解析】 钛铁矿和硫酸反应生成硫酸钛和硫酸亚铁,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,根据最后生成绿矾分析,中间有铁离子变成亚铁离子的过程,所以加入物质A为铁,硫酸亚铁溶液通过加热浓缩,冷却结晶,过滤得到硫酸亚铁晶体。根据电解池中阳极失去电子发生氧化反应,阴极得到电子发生还原反应分析电极反应方程式。 (1)因钛铁矿主要成分为FeTiO3,且滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,所以其主要反应化学方程式为FeTiO3+2H2SO4 TiOSO4+FeSO4+2H2O。 (2)该流程中还有副产物FeSO4·7H2O,故需将溶浸产物中的Fe3+除去,物质A为Fe,“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 (3) “水解”反应为TiO2++(x+1)H2O===TiO2·xH2O↓+2H+,根据平衡移动原理,为提高TiO2·xH2O的产率可以加水稀释反应物、加碱中和生成的酸、加热等。 (4)“电解”过程中阴极反应:TiO2+4e-===Ti+2O2-,阳极反应:2O2--4e-===O2↑,若制得金属Ti 9.60g,则n(Ti)=n(O2)=0.2mol,V(O2)=4480mL(标准状况下)。 (5)由题意知该反应化学方程式为:Fe2+ + 2HCO3—=FeCO3↓+CO2↑+ H2O;由常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10—6 mol·L-1,KSP(FeCO3)=2.025×10—11 mol2·L-2,则c(CO32—)== 1.013×10—5mol·L-1。  
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已知:①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。

②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃):

③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54;离子浓度≤10-5mol·L-1时,离子沉淀完全。

请回答:

(1)传统工艺处理高硫锰矿时,不经“混合焙烧”,而是直接用H2SO4浸出,其缺点为___________

(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_________________________________。若省略“氧化”步骤,造成的后果是_________________________________

(3)“中和除杂”时,生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。

(4)“氟化除杂”时,若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需维持c(F)不低于___________。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×10-10;Ksp(CaF2)=3.6×10-12)

(5)“碳化结晶”时,发生反应的离子方程式为______________________

(6)“系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥

(7)用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2,电解过程中阳极的电极反应式为___________

 

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在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:

负极区发生的反应有_________写反应方程式。电路中转移电子,需消耗氧气__________标准状况

电解法转化可实现资源化利用。电解HCOOH的原理示意图如下。

写出阴极还原为的电极反应式:________

电解一段时间后,阳极区的溶液浓度降低,其原因是_____

可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接,可交替得到

时,连接_______________。产生的电极反应式是_________

改变开关连接方式,可得

结合中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:___________

 

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沉淀碳酸钙主要用于食品、医药等行业。以精选石灰石含有少量杂质为原料制备沉淀碳酸钙的工艺流程如下:

流程中可以循环利用的物质有气体 Ⅰ、气体Ⅱ和____填化学式

碳化时发生反应的离子方程式为 ______________,该过程中通入气体Ⅰ和气体Ⅱ的顺序是________

工业上常用电解氯化钠和氯化钙熔融物来制备金属钠,原理如下图所示:

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