Question

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10 mL用水稀释至100 mL，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20.00 mL，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^－1 FeCl₃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         。

Answer

（12分）（1）FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O（2分） 

防止Fe2＋被氧化，以获得纯净的副产品FeSO4·7H2O（2分）

（2）TiO2+ +2H2O=H2TiO3↓ +2H+（2分）    H2SO4（2分） 

（3）酸式滴定管（2分）    1.50 mol•L－1（2分） 

【解析】

试题分析：（1）根据质量守恒定律及题意可知，①为复分解反应，反应物是FeTiO3和H2SO4，产物是TiOSO4、FeSO4、H2O，用观察法可配平；根据生产FeSO4·7H2O的目的判断，加入Fe可使Fe3+还原为Fe2+，保护Fe2+不被氧化，以获得纯净的副产品绿矾；（2）硫酸是强酸，则SO42—不能水解，而H2TiO3是弱酸，TiO22+能水解，加热能使TiOSO4彻底水解，生成H2TiO3沉淀和H2SO4，根据电荷、原子守恒可书写其离子方程式；该反应生成的H2SO4可以在反应①中循环利用，因此可回收；（3）FeCl3溶液显酸性，需要使用酸式滴定管盛放；3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O、Ti3+(紫色) +Fe3++H2O = TiO2+(无色) +Fe2++2H+，Fe3++3SCN—Fe(SCN)3（血红色），则达到滴定终点时消耗的FeCl3或Fe3+为0.1000mol·L－1×30.00×10－3L，与Fe3+反应的Ti3+、被Al还原的TiO2+和Fe3+的物质的量相等，都是0.1000mol·L－1×30.00×10－3L；10mL待测钛液中TiOSO4为0.1000mol·L－1×30.00×10－3L×，

则c(TiOSO4)==1.50 mol·L－1。

考点：是物质制备型工艺流程题，是近年高考的热点，主要考查了核心反应的化学方程式和离子方程式的书写、解释投料的目的、原子经济、滴定管的选择、滴定实验数据处理与计算等。