铁红(Fe2O3)和钛白粉(TiO2)均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛铁矿(主要成分为F...

铁红(Fe2O3)和钛白粉(TiO2)均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3)联合生产铁红和钛白粉的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）FeTiO3中Fe的化合价为_______。

（2）为加快钛铁矿在稀硫酸中的溶解，可采取的措施有_______ (任写两种)。酸性溶液中加入适量铁屑的目的是将_______。

（3）FeSO4溶液与NH4HCO3溶液的反应温度应控制在35 ℃以下，其原因是_______，该反应的离子方程式是Fe2＋＋2HCO3-=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。

（4）TiO2＋转化为TiO(OH)2需要加热，加热的目的是_______，该反应的离子方程式为TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2↓＋2H＋。

（5）常温时，在生成的FeCO3达到沉淀溶解平衡的溶液中，测得溶液中c(CO32-)＝3.0×10－6 mol·L－1，pH为8.5，则所得的FeCO3中是否含Fe(OH)2_______？

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钛白粉(TiO2)是重要的白色颜料，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO3 和少量Fe2O3 )进行钛白粉和LiFePO4 的联合生产工艺如下图所示:

回答下列问题:

（1） LiFePO4中Fe的化合价是_______________________。

（2）钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎的目的是__________________________________。

（3）用离子方程式表示操作I加入铁粉的目的:__________________________。操作II为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器的名称是___________。

（4）TiO2+易水解，则其水解的离子方程式为______________________；“转化”利用的是TiO2+的水解过程，需要对溶液加热，加热的目的是________________________________。

（5）“沉铁”的的是使Fe3+生成FePO4，当溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L时可认为Fe3+ 沉淀完全，则溶液中Fe3+沉淀完全时的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:该温度下，Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。

（6）由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中，所需17%　 H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比是_____。

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钛白粉(TiO2)是重要的白色颜料，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO3 和少量Fe2O3 )进行钛白粉和LiFePO4 的联合生产工艺如下图所示:

回答下列问题:

（1） LiFePO4中Fe的化合价是_______________________。

（2）钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎的目的是__________________________________。

（3）用离子方程式表示操作I加入铁粉的目的:__________________________。操作II为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器的名称是___________。

（4）TiO2+易水解，则其水解的离子方程式为______________________；“转化”利用的是TiO2+的水解过程，需要对溶液加热，加热的目的是________________________________。

（5）“沉铁”的的是使Fe3+生成FePO4，当溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L时可认为Fe3+ 沉淀完全，则溶液中Fe3+沉淀完全时的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:该温度下，Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。

（6）由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中，所需17%　 H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比是_____。

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钛白粉(TiO2)是重要的白色颜料，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO3 和少量Fe2O3 )进行钛白粉和LiFePO4 的联合生产工艺如下图所示:

回答下列问题:

（1） LiFePO4中Fe的化合价是_______________________。

（2）钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎的目的是__________________________________。

（3）用离子方程式表示操作I加入铁粉的目的:__________________________。操作II为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器的名称是___________。

（4）TiO2+易水解，则其水解的离子方程式为______________________；“转化”利用的是TiO2+的水解过程，需要对溶液加热，加热的目的是________________________________。

（5）“沉铁”的的是使Fe3+生成FePO4，当溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L时可认为Fe3+ 沉淀完全，则溶液中Fe3+沉淀完全时的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:该温度下，Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。

（6）由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中，所需17%　 H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比是_____。

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钛白粉(TiO2)作为白色颜料和增白剂，广泛用于油漆、造纸等工业生产中。一种以钛铁矿(含FeTiO3及少量的CaO、Fe2O3、SiO2)为原料生产钛白粉的工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)“酸浸”是用硫酸在温度为150~200℃下溶煮钛铁矿，“滤液1”中的主要成分中含有TiOSO4，则“酸浸”中主要发生的反应方程式为___。

(2)“滤渣1”的主要成分有___。

(3)“还原"中加入过量铁屑的目的是___。

(4)硫酸亚铁晶体的溶解度如下表所示，其中绿矾(FeSO4·7H2O)容易被氧化，则“分离”得到绿矾的操作为___。

(5)“水解”需要加热至90℃的目的是___。

(6)“滤液2”可返回到___工序循环利用。

(7)工业上将钛白粉与焦炭、氯气共热生成TiCl4和一种可燃气体，反应的化学方程式为___，最后在氩气氛围和加热的条件下用金属镁还原TiCl4制取性能优越的金属钛。

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工业、上常用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁，不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料，制取二氧化钛及铁红，其生产流程如图：

已知：TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。

回答下列问题：

（1）钛铁矿用硫酸溶解时，过滤所得滤渣的成分是__(填化学式)。

（2）从溶液B中得到FeSO4·7H2O晶体的操作是__、过滤、洗涤、干燥。

（3）溶液C中加入NH4HCO3，发生反应的离子方程式是__。

（4）煅烧FeCO3，发生反应的化学方程式是__。

（5）流程中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O。请结合TiO2+的水解平衡原理解释其原因：__。

（6）用如图所示装置(熔融CaF2-CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制取金属钛。阳极反应式是__，反应过程中CaO的物质的量__(填“减小”“不变”或“增大”)。

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锂离子电池的应用很广，一种利用钛铁矿[主要成分为偏钛酸亚铁（FeTiO3），含有少量Fe2O3]制取钛白粉（TiO2）和利用其副产物制取锂离子电池的正极材料（LiFePO4）的工艺流程如下（部分条件未给出）。

（1）FeTiO3中Ti的化合价为______；在“还原”步骤中，还原“Fe3+”的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。

（2）FeSO4溶解度与温度关系如下表，

则操作I 的名称为_______、过滤。

（3）“转化” 步骤中对溶液进行加热的主要目的是_____________。

（4）写出“沉铁”的离子反应方程式___________，为使Fe3+完全沉降，则PO43-的浓度至少应为___________（己知：Ksp (FePO4· 2H2O) = 9.91×10-16）。

（5）流程中可循环利用的物质是（H2O除外）______，写出固相焙烧的反应方程式______。

（6）某锂离子充放电时，正极发生LiFePO4与FePO4的转化，当充电时，电池负极发生的

反应为6C+xLi++xe-=LixC6，写出放电时电池反应方程式______________。

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四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料，用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿(主要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)，制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下：

已知：

Ⅰ.①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：

2Fe3++Fe===3Fe2+、2TiO2+(无色)+Fe+4H+===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O、Ti3+(紫色)+ Fe3++ H2O===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+；

Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃。

回答下列问题：

(1)用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的措施是：________________(至少写2条)，发生主要反应的离子方程式为：___________。

(2)废渣的成分是_______。

(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。

(4)若将制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，该温度下反应的平衡常数K=____。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_______(只要求写出一项)。

(6)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用的方法是_______。

(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O，经过滤、水洗除去其中的Clˉ，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2．写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。

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二氧化钛是钛的重要化合物，钛白粉（纯净的二氧化钛）是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料．从钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、SiO2等杂质）制取二氧化钛，常用硫酸法，其流程如下：

（1）钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，该反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．

（2）取少量浸取液，滴加KSCN溶液后呈血红色，说明溶液中存在　　　　　　 离子（填写离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （写明步骤、试剂和现象）．

（3）浸取液与铁屑反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 ；X（晶体）的化学式为　　　　 ．

（4）第③步反应化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．

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二氧化钛是目前使用最广泛的白色颜料。工业上，以钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁[FeTiO3]，含有少量SiO2杂质）为原料制备二氧化钛的过程如下图所示。

已知：①超过70℃TiO2+易水解；低于0℃ FeSO4·7H2O大量结晶。

②钛的化合价主要有+4价和+3价，其中Ti3+（紫黑色）还原性比Fe2+强

③有关氢氧化物开始沉淀的pH如下:

根据相关信息回答下列问题；

（1）酸浸过程选用的酸是__________。

（2）步骤①中生成Fe2+和TiO2+的化学反应方程式为__________。

（3）以下相关描述正确的是__________。

A 步骤②中加入铁粉，在防止Fe2+转化成Fe3+的同时也将部分TiO2+氧化成了Ti3+

B 步骤③中的降温结晶过程可以选择冰水混合物

C ③中发生了反应Fe3++ Ti3++H2O== Fe2++ TiO2++2H+

D 废液成分中有硫酸，可以循环利用

（4）步④中生成Ti（OH）4的离子方程式为__________，选择的pH范围是__________。

（5）证明步骤④中Ti （OH）4固体已经洗涤干净的方法是__________。

（6）钛酸锂（Li4Ti5O12）是一种理想型嵌入材料，插入与脱嵌对材料结构几乎没影响。某新型钛酸锂电池总反应式为：LiXO2（s）+Li4Ti5O12（s）=Li1-aXO2+Li4+aTi5O12（s），则其负极反应式为__________。

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