钛合金在国防、医用器材领域有重要应用，某研究小组利用钛铁矿[主要成分偏钛酸亚铁(FeTiO...

钛合金在国防、医用器材领域有重要应用，某研究小组利用钛铁矿[主要成分偏钛酸亚铁(FeTiO3)，含SiO2、FeO 杂质]制取TiCl4，然后进一步制备金属钛，流程如下∶

已知∶

a.发生的主要反应方程式如下∶

FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O　　　　　　　　 TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4

H2TiO3TiO2+H2O

b.部分物质的性质∶

请回答∶

(1)步骤II抽滤时选用了玻璃砂漏斗，请说明选择的理由______。

(2)步骤III为了除去浸取液中的铁元素杂质并回收FeSO4∙7H2O。往浸取液中加入铁粉至溶液中的Fe3+完全转化，然后抽滤，滤液用冰盐水快速冷却至FeSO4∙7H2O结晶析出，再次抽滤并洗涤。下列说法正确的是____。

A.杂质Fe3+可能是在实验过程中氧化生成的

B.再次抽滤获得的滤液中的溶质是TiOSO4和FeSO4

C.利用冰盐水快速冷却有利于形成较大的晶体颗粒

D.再次抽滤后的洗涤应选用蒸馏水进行多次洗涤

(3)步骤IV包括钛盐的水解、产物的分离和物质的转化。操作步骤如下∶取一部分步骤III获得的滤液→（________）→（________）→（________）→（_________）→抽滤得偏钛酸(H2TiO3)，将偏钛酸在坩埚中加热得到二氧化钛(TiO2)。

①将下列操作按合理顺序填入以上空格。

a.静置沉降后，用倾析法除去上层水；

b.逐滴加入到沸水中并不停搅拌，继续煮沸约10 min；

c.用热的稀硫酸洗涤沉淀2~3次，然后用热水洗涤沉淀；

d.慢慢加入其余全部滤液，继续煮沸约30 min (过程中适当补充水至原体积)；

②写出操作c中用热水洗涤沉淀的具体过程_____。

(4)①另一种生产TiCl4的方法是用天然TiO2晶体为原料，利用步骤V的反应原理获得TiCl4.。产品中含有SiCl4、FeCl3等杂质，可通过精馏的方法获得高纯TiCl4，以下说法正确的是______。

A.收集TiCl4时，仪器a中的温度应控制为136.4°C

B. b处温度计的水银球的上沿和支管口的下沿齐平

C.精馏结束时留在圆底烧瓶中的主要成分是FeCl3和Si

D.装置c中的冷凝水应该“下口进、上口出”

E.可以用水浴加热的方法精馏获得TiCl4

②d处装有碱石灰的干燥管，作用是________。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

钛及钛合金在航空航天领城具有重要的应用价值。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，另含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。以钛铁矿为原料制备钛的工艺流程如下图所示。

(1)为提高钛铁矿酸浸时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间、熔块粉碎外，还可以采用______________________(写一种方法)。

(2)硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图所示，据此判断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为___________。

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：______________________。

(3)查阅资料可知：TiO2+与Fe3+水解转化为沉淀的pH接近；反应①Fe3++H2Y2===FeY－+2H+，K=1024.3)；反应②TiO2++H2Y2－=== TiO Y2－+2H+，K=1017.3。含钛铁溶液经EDTA(H2Y2－)处理后再调节pH，TiO2+水解生成偏钛酸[TiO (OH)2]沉淀，则TiO2+水解的离子方程式为：___________；Fe3+未转化为沉淀的原因是______________________。

(4)若将滤液2经___________冷却结晶、过滤一系列操作还可获得副产品绿矾(FsO4·7H2O)。滤液2经处理后，还可返回流程中使用的物质是______________________。

(5)利用下图所示装置在一定条件下由TiO2制取金属钛的化学方程式为__________________。阳极的电极反应式为______________________。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂LiTi5012和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O

(I)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　　　　　 。

（2）滤渣A的成分是____　　　　 。滤渣A的熔点大于干冰的原因是　　　　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCI42-转化生成Ti02的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）由滤液D制备LiFeP04的过程中，所需17%双氧水与H2C204的质量比是　　　　　　 。

（5）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12+3LiFePO4LiTi5012+3FePO4。该电池充电时阳极反应　　　　　　　　　　　　 .

高三化学推断题简单题查看答案及解析

（14分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。

（2）滤渣A的成分是_______。

（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______　　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15 溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因_　　　　　　　 。

（5）反应③的化学方程式是　　　　　　　 。

（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。

（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：

Li4Ti5O12 + 3LiFePO4Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是： 　　 　 。

高三化学实验题极难题查看答案及解析

（12 分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl42－＋2H2O。

（1）若在实验室中煅烧固体混合物，会用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有　　　　　 (填仪器名称)。流程中多次涉及沉淀，则洗涤沉淀的方法是　　　　　 。

（2）生产中利用滤渣A制备半导体的反应是　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCl42－转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度有关，反应温度过高时，Ti元素浸出率会下降，其原因是　　　　　 。

（5）写出由滤液D生成FePO4的离子方程式　　　　　 。由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需双氧水与H2C2O4的物质的量比是　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为FeTiO3＋4H＋＋4Cl－=Fe2＋＋TiOCl42—＋2H2O

(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是________。

(2)滤渣A的成分是________。

(3)滤液B中TiOCl42—转化生成TiO2的离子方程式是________________。

(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是________________________________。

(5)反应③的化学方程式是________________________。

(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是________。

(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极组成电池，其工作原理为Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4，该电池充电时阳极反应式是____________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　 。

（2）滤渣A的成分是　　　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　 。

（5）反应③的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是　　　　 。

（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4 该电池充电时阳极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　 。

（2）滤渣A的成分是　　　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　 。

（5）反应③的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是　　　　 。

（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4 该电池充电时阳极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。

（2）滤渣A的成分是_______。

（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是________________。

（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15 溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因___________。

（5）反应③的化学方程式是__________。

（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。

（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：

Li4Ti5O12+ 3LiFePO4Li7Ti5O12+ 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是：_______。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　 　　　 　　 。

（2）滤渣A的成分是　　　　　　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）反应③的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4） 作电极组成电池，其工作原理为：

Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4

该电池充电时阳极反应式是　　　　　　　　　　　　　　 。

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