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填空题 （16分）金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：
已知：2H2SO4(浓)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
（1）步骤I中发生反应的离子方程式： 、 。
（2）已知：TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时，难溶电解质溶解度(s)与pH关系如图，TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因是 。
②TiO2＋水解的离子方程式为 。向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。
当溶液pH接近 时，TiO(OH)2已沉淀完全。
（3）
反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4
| Mg
| MgCl2
| Ti
|
熔点/℃
| －25.0
| 648.8
| 714
| 1667
|
沸点/℃
| 136.4
| 1090
| 1412
| 328 7
|
（4）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极上所发生的反应式： 。
填空题 （16分）金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：
已知：2H2SO4(浓)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
（1）步骤I中发生反应的离子方程式： 、 。
（2）已知：TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时，难溶电解质溶解度(s)与pH关系如图，TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因是 。
②TiO2＋水解的离子方程式为 。向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。
当溶液pH接近 时，TiO(OH)2已沉淀完全。
（3）反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4
| Mg
| MgCl2
| Ti
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熔点/℃
| －25.0
| 648.8
| 714
| 1667
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沸点/℃
| 136.4
| 1090
| 1412
| 3287
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（4）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极上所发生的反应式： 。
本题答案：（1）Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O (2分)；
本题解析：
试题分析：钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）当向其中加入NaOH溶液时，Al2O3、SiO2会发生反应，离子方程式是：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（2）①得到的精矿中含有FeTiO3，FeO来源:91考试网 91ExAm.org，然后向其中加入浓硫酸，发生反应：2H2SO4(浓)+ FeTiO3＝TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O；4H2SO4(浓)+2FeO=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O,得到含有H+、Fe2+、Fe3+、TiO2+的溶液，步骤Ⅲ加入铁屑原因会发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；防止Fe3+与TiO同时生成沉淀；② TiO2＋水解的离子方程式为TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+；向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是消耗溶液中的H+，调节溶液pH值；根据图像可知，当溶液pH接近3时，TiO(OH)2已沉淀完全；（3）TiCl4在隔绝空气时加入Mg发生置换反应产生Ti、MgCl2，同时还有过量的金属Mg，根据混合物中Mg、Ti、MgCl2的熔沸点关系可知当加热的温度略高于1412℃时，Mg、MgCl2变为气体逸出；而Ti则恰好刚刚熔化，因此可以达到分离提纯的目的。（4）由于用惰性电极石墨电极作阳极，所以电解质中的阴离子在阳极放电，该电极的电极式是：2O2—-4e-=O2↑；C+O2=CO2；或写为：C+2O2—-4e-=CO2↑。
考点：考查铁、铝、硅的化合物的性质、盐的水解、反应条件的控制、离子方程式的书写、电解原理在物质制取中的应用的知识。
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】
Wisdom in the mind is better than money in the hand. 头脑里的知识比手中的金钱更有用. 
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