金属钛素有“太空金属”、“未来金属”、“海洋金属”等美誉，已知钛的化合价主要有+4价和+3价，其中+3价钛极易被氧化；有关氢氧化物开始沉淀的pH如下某地钛铁矿的主要

Question

金属钛素有“太空金属”、“未来金属”、“海洋金属”等美誉，已知钛的化合价主要有+4价和+3价，其中+3价钛极易被氧化；有关氢氧化物开始沉淀的pH 如下

某地钛铁矿的主要成分为FeTiO ₃ ，含有少量SiO ₂ 杂质；提纯TiO ₂ 并得到副产品FeSO ₄ ·7H ₂ O（绿矾）的工艺流程如图所示

回答下列问题：
(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO ²⁺ 和Fe ²⁺ ，写出反应①的化学方程式：__________________。
(2)黑钛液中加入铁粉的主要目的是：_______________________。
(3)步骤④的离子方程式是：_________________。
(4)钛的冶炼新法是电解法。如图是OS法电解炼钛的示意图：以CaCl ₂ /CaO共熔体作为介质，电解时，在阴极生成的Ca进一步还原TiO ₂ 得钛。写出阴极生成钛的有关电极反应式和化学方程式：_____________

Answer 1

(1)FeTiO ₃ +2H ₂ SO ₄ =FeSO ₄ +TiOSO ₄ +2H ₂ O
(2)防止Fe ²⁺ 被氧化
(3)TiO ²⁺ +3H ₂ O=Ti(OH) ₄ +2H ⁺
(4)Ca ²⁺ +2e ^- =Ca、2Ca+TiO ₂ =Ti+2CaO