题目

题型：不详难度：来源：

TiO₂既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO₂(s)＋CCl₄(g) TiCl₄(g)＋CO₂(g)，在无水无氧条件下制备TiCl₄，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	－23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	－25	136	遇潮湿空气产生白雾

 
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、________、加装药品、通N₂一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通N₂　②熄灭酒精灯　③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO₃)(含Fe₂O₃、SiO₂等杂质)制备TiO₂的有关反应包括：
酸溶　FeTiO₃(s)＋2H₂SO₄(aq)=FeSO₄(aq)＋TiOSO₄(aq)＋2H₂O(l)
水解　TiOSO₄(aq)＋2H₂O(l)H₂TiO₃(s)＋H₂SO₄(aq)
简要工艺流程如下：

①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致产品TiO₂产率降低，原因是__________________________________________
②取少量酸洗后的H₂TiO₃，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H₂O₂后出现微红色，说明H₂TiO₃中存在的杂质离子是________。这种H₂TiO₃即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO₂也会发黄，发黄的杂质是____________________(填化学式)。

答案

(1)干燥管　浓H₂SO₄　检查气密性　②③①　分馏(或蒸馏)　(2)①Fe　温度过高会导致TiOSO₄提前水解，产生H₂TiO₃沉淀　②Fe^2＋　Fe₂O₃

解析

(1)注意审题，该反应是在无水无氧条件下制备的；安装完装置，首先检查气密性，然后装入药品。根据反应条件，N₂必须进行干燥处理(干燥管)。然后通过N₂排除系统内的空气(O₂)，点燃酒精灯，使反应发生。为了防止倒吸，反应结束后，应先熄灭酒精灯，再冷却到室温，最后停止通N₂。在D中冷凝的液体有CCl₄和TiCl₄，根据沸点不同，可采用分馏的方法分离。
(2)①加入H₂SO₄，除发生FeTiO₃酸溶外，还发生反应Fe₂O₃＋6H^＋=2Fe^3＋＋3H₂O，为了使Fe^3＋转化成Fe^2＋，所以应加入Fe粉(A)，钛液中含有FeSO₄和TiOSO₄，考虑到温度越高，TiOSO₄的水解程度越大，造成TiOSO₄提前水解生成H₂TiO₃沉淀，在过滤时，造成钛损失。
②由于Fe^2＋不可能全部结晶生成绿矾，造成H₂TiO₃中含Fe^2＋，滴入H₂O₂发生反应2Fe^2＋＋2H^＋＋H₂O₂=2Fe^3＋＋2H₂O，所以当加入KSCN后，显红色，由于在H₂TiO₃中含Fe^2＋，所以煅烧后会发生反应生成Fe₂O₃，造成TiO₂发黄。