雲南是有*金屬王國。利用雲南鈦鐵精礦(主要成分為TiO2、Fe2TiO3,還有少量SiO2、MgO等)製備還原...
問題詳情:
雲南是有*金屬王國。利用雲南鈦鐵精礦(主要成分為TiO2、Fe2TiO3, 還有少量SiO2、MgO等)製備還原鐵粉和富鈦料(制鈦白粉的優質原料)的試驗研究工藝流程如下:
回答下列問題:.
(1) Fe2TiO3可用氧化物的形式表示為_______(其中鐵元素的化合價為+3); Fe2TiO3 被焦炭粉還原的化學方程式為________ ; 還原時間對還原鐵粉中鐵含量的影響如圖所示,可確定還原時間為_________h較合理。
(2)磁選可分離出還原鐵粉,是利用金屬鐵具有_________的物理*質。
(3)若磁選分離不完全,所得尾渣*浸時會有氣泡產生,該反應的離子方程式為__________;富鈦料.中除TiO2外,還含有_______(填化學式)。
(4)已知CaSO4的Ksp=9.1×10-6。中*水中c(Ca2+)=_______(忽略殘留的其它金屬離子)。
【回答】
(1). Fe2O3·TiO2 (2). 2Fe2TiO5+3C4Fe + 2TiO2 + 3CO2↑或2Fe2TiO5+6C4Fe + 2TiO2 + 6CO↑ (3). 3 (4). 能被磁場吸引 (5). Fe +2H+= Fe2+ +H2↑ (6). SiO2(答Si或SiC也給分) (7). 3×10−3 mol·L-1
【解析】(1) Fe2TiO3含有鐵和鈦元素。用氧化物形式表示為Fe2O3·TiO2,Fe2TiO3 被焦炭粉還原生成鐵,二氧化鈦和二氧化碳或一氧化碳,化學方程式為2Fe2TiO5+3C4Fe + 2TiO2 + 3CO2↑或2Fe2TiO5+6C4Fe + 2TiO2 + 6CO↑,依據圖像,還原時間為3h時,鐵的含量最高,而且隨着時間延長,鐵的含量無明顯變化,故本題*為:Fe2O3·TiO2;2Fe2TiO5+3C4Fe + 2TiO2 + 3CO2↑或2Fe2TiO5+6C4Fe + 2TiO2 + 6CO↑;3;
(2) 鐵能被磁鐵吸引,故可用磁選的方法分離出還原鐵粉,故本題*為:能被磁場吸引;
(3)尾渣含有鐵,加*會產生亞鐵離子和*氣,該反應的離子方程式為Fe +2H+= Fe2+ +H2↑,由於二氧化硅與硫*不反應,而且二氧化硅與C會反應生成硅或碳化硅,所以在富鈦料中除TiO2外,還含有SiO2(或Si或SiC),故本題*為:Fe +2H+= Fe2+ +H2↑;SiO2(答Si或SiC也給分);
(4)中*水可視為飽和硫*鈣溶液,c(Ca2+)= c(),符合電荷守恆,c(Ca2+)= mol·L-1=3×10−3 mol·L-1,故本題*為:3×10−3 mol·L-1。
【點睛】依據圖像確定反應時間或選擇最佳條件時,應選擇含量或轉化率最高的時候,但還需兼顧成本,設備等問題綜合選擇,不可一味的追求含量或轉化率最高,此為易錯點。
知識點:金屬元素的單質及其化合物
題型:綜合題