Question

工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。回答下列问题：

（1）步骤①中为了提高酸浸的速率可采取的措施有________。

（2）FeTiO₃与稀硫酸反应的离子方程式为________。

（3）步骤②③④中，均需进行的操作是_________（填操作名称），若在实验室中进行步骤⑤操作，需要的硅酸盐材质的仪器有酒精灯、泥三角、____________。

（4）步骤④中选择热水的原因是____________。

（5）步骤③中实现混合物的分离是利用物质的_________（填字母序号）。

a 熔、沸点差异       b 溶解性差异       c 氧化性、还原性差异

（6）工业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是______。（假设生产过程中钛没有损失）

Answer

将矿石粉碎、适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌等 过滤 坩埚 促进水解，同时增大的溶解度 b 24%

【解析】

钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）,其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价，加入硫酸后主要产生铁离子、TiO2-等离子，加入过量铁粉后，三价铁离子还原为亚铁离子，溶液经过冷却结晶后生成绿矾，剩余溶液加入热水生成H2TiO3，最后煅烧生成二氧化钛。

（1）步骤①中为了提高酸浸的速率可采取的措施有将矿石粉碎、适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌等。

（2）根据流程图，FeTiO3与稀硫酸反应的离子方程式为。

（3）步骤②③④中，均为固液分离，得到滤渣，即均需进行的操作是过滤，若在实验室中进行步骤⑤操作，需要的硅酸盐材质的仪器有酒精灯、泥三角、坩埚。

（4）上步冷却结晶得到绿矾，故步骤④中选择热水的原因是促进水解，同时增大的溶解度。

（5）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的溶解性差异，选b。

（6）工业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是 （假设生产过程中钛没有损失）。