3.2020年,我國(guó)“奮斗者”號(hào)鈦合金載人艙完美扛住萬(wàn)米壓力。鈦(Ti)常溫下與酸、堿均不反應(yīng),但高溫下能被空氣氧化,由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵),還有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))為主要原料冶煉金屬鈦同時(shí)獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如圖。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)鈦酸亞鐵和硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無(wú)氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(2)副產(chǎn)品甲俗稱(chēng)“綠礬”其化學(xué)式是
,上述生產(chǎn)流程中加入Fe屑的目的是
。
(3)溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽(yáng)離子。常溫下,其對(duì)應(yīng)氫氧化物的K,如表所示。
氫氧化物 |
Fe(OH)2 |
TiO(OH)2 |
Mg(OH)2 |
Ksp |
8.0×10-16 |
1.0×10-29 |
1.8×10-11 |
①若所得溶液中Mg
2+的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,當(dāng)溶液的pH等于
時(shí),Mg(OH)
2開(kāi)始沉淀。
②溶液Ⅱ加水并加熱,立即析出大量白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為
。
(4)TiO
2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成TiCl
4和一種可燃性氣體的化學(xué)方程式為
。
(5)Mg還原TiCl
4過(guò)程中必須在稀有氣體(如氬)氛圍中進(jìn)行的原因是
。