钛铁矿对硫酸的影响研究论文

钛在1791年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在1910年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿（精矿），发生下面的化学反应：FeTiO3+3H2SO4==Ti(SO4)2+FeSO4+3H2OFeTiO3+2H2SO4==TiOSO4+FeSO4+2H2OFeO+H2SO4==FeSO4+H2OFe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O为了除去杂质Fe2(SO4)3，加入铁屑，Fe3+还原为Fe2+，然后将溶液冷却至273K以下，使得FeSO4·7H2O（绿矾）作为副产品结晶析出。Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是：Ti(SO4)2+H2O==TiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2O==H2TiO3+H2SO4锻烧偏钛酸即制得二氧化钛：H2TiO3==TiO2+H2O工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2（或天然的金红石）和炭粉混合加热至1000～1100K，进行氯化处理，并使生成的TiCl4，蒸气冷凝。TiO2＋2C＋2Cl2＝TiCl4＋2CO-在1070K用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛：TiCl4＋2Mg＝2MgC12＋Ti这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。

（1）已知钛铁矿的主要成分为FeTiO3，还含有Al2O3、SiO2等，与稀硫酸反应后，滤液I主要含有TiO2+、SO42-、Fe2+、Al3+、H+，SiO2与稀硫酸不反应，故答案为：Al3+、H+；（2）调节pH时所用试剂只能与氢离子反应，不能与其它离子反应，也不能引入新的杂质，Ca（OH）2、NH3?H2O、NaOH都能与二价铁离子反应生成沉淀，同时会引入杂质，所以只能选择Fe来调节pH，故答案为：A；（3）从溶液中提取溶质，应该先蒸发浓缩，再冷却结晶，最后洗涤干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；（4）步骤②中 TiOSO4发生水解反应生成H2TiO3，其反应方程式为：TiOSO4+2H2O?H2TiO3+H2SO4；废液中含有硫酸，可加入碳酸钙能消耗硫酸，而且碳酸钙的来源较广，成本低，故答案为：TiOSO4+2H2O?H2TiO3+H2SO4；碳酸钙；（5）用标准KMnO4溶液滴定硫酸亚铁铵时，当溶液变为淡红色而且半分钟内不变色即是达到终点；反应消耗的高锰酸钾为n（KMnO4）=c mol?L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，已知发生的反应为：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，则n（Fe2+）=5n（KMnO4）=5cV×10-3mol，所以原来晶体中所含硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O]的物质的量为n=250 25 ×5cV×10-3mol=5cV×10-2mol，所以硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O]的质量为：m=nM=5cV×10-2mol×392g/mol，故产品中硫酸亚铁铵晶体纯度为：5×392cV m %；故答案为：溶液显淡红色，半分钟内不变色；5×392cV m %．