问题 填空题

工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知:TiOSO4遇水会水解。

(1)步骤②中,用铁粉将Fe3转化为Fe2的离子方程式为_______________________

(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。

a.熔、沸点差异      b.溶解性差异    c.氧化性、还原性差异

(3)步骤②、③、④中,均需要进行的操作是________(填操作名称)。

(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2转化为H2TiO3的原理:

____________________________________________________________。

(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为__________________________________

(6)研究发现,用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置可获得金属钙,并可以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。

写出阳极的电极反应式:_________________________

在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。

答案

(1)2Fe3+Fe===3Fe2 (2)b (3)过滤

(4)溶液中存在平衡:TiO2+2H2OH2TiO3+2H,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3 (5)MnO2+2Fe2+4H=Mn2+2Fe3+2H2O (6)①2O2-4e=O2↑(或C+2O2-4e=CO2↑) ②制备Ti时,发生反应:2CaO2Ca+O2↑,2Ca+TiO2Ti+2CaO,由此可见,CaO的总量不变(或制备Ti时,阴极发生反应;2Ca2+4e===2Ca,阳极发生反应:2O2-4e===O2↑,2Ca+TiO2Ti+2CaO,由此可见,CaO的总量不变)

(1)步骤②中,用铁粉将Fe3转化为Fe2的反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2。(2)步骤③中,冷却结晶是利用物质在不同温度下的溶解性差异来实现混合物的分离的。(3)分析流程图可知,步骤②、③、④中均需进行的操作是过滤。(4)步骤③所得溶液中存在平衡:TiO2+2H2OH2TiO3+2H,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3。(5)废液中主要含有硫酸和硫酸亚铁,与软锰矿反应的离子方程式为MnO2+2Fe2+4H=Mn2+2Fe3+2H2O。(6)①电解槽的阳极发生氧化反应:2O2-4e=O2↑(或C+2O2-4e=CO2↑)。②制备金属钛时,发生反应:2CaO2Ca+O2↑,2Ca+TiO2Ti+2CaO由此可见,CaO的总量不变。

单项选择题
单项选择题

光,是人类的好朋友,是人类永远不可缺少的东西.然而,过强过滥的光、变化过于迅速的光却是一种污染.现代都市里都讲究对建筑物进行豪华装饰,普遍采用大块的镜面玻璃、大理石贴面、钢化玻璃包装整座大厦,经阳光一照,白花花、明晃晃.据测定,上述这些装饰比毛面砖石等外装饰建筑物的反光系数大10倍左右,远远超过人体所能承受的极限,对人造成干扰和伤害.最基本的光污染是眩光污染.眩光是指过强的光线照射,它可以引起头晕目眩,使被照者视力下降,严重时甚至可造成失明.眩光来自许多方面,玻璃或镜子对阳光的反射、照相用的聚光灯或闪光灯、汽车夜间行驶的照明灯、夜空中的闪电,以及冶炼工、玻璃工等长时间面对的熊熊炉火等,都属于眩光污染之列,都可以对人造成伤害.有些光线如汽车灯、机场灯、闪电等,在白天不会令人有不舒服的感觉.可若在夜里出现,就显得格外明亮,很容易对人眼造成伤害.这是因为人眼中有两类感光细胞——锥状细胞和杆状细胞,它们分别适应明暗两种不同环境.在夜晚从门外进入灯光明亮的房间,或从明亮的屋子走到室外,眼睛常有几秒钟看不见东西,就是因为两种视觉细胞在转换职责.有时,明暗突然交替,它们来不及适应,人就会感觉不舒服,神经调节系统就会出现某种紊乱.尤其在黑暗环境,人的瞳孔开得很大,突遇强光,瞳孔来不及闭合,大量强光线进入眼内,可能造成眼损伤.夜间骑车人面对迎面过来的汽车的强光,就会出现这种不适应.尤其夜里的电焊枪、闪光灯等明暗交替出现的光,轮番刺激眼底,会使视网膜神经很快感觉疲劳,很容易引起视力下降.不仅过强的光线是一种污染,过杂、过乱的光线也是一种污染.车站中心控制室里交替闪烁的信号灯,舞台旋转的各式彩灯就是这类例子.它们的光线虽然不强,但因明灭不定,光线游移,很容易引起视觉疲劳,进而引起大脑疲劳,头晕头痛.人们常说在这种情况下感到“眼花缭乱”、“头晕目眩",指的就是这种效应.长期在光线闪烁的环境中工作,会使人的视力受到影响,甚至导致某种程度的视力下降.光污染还有一类特殊形式,就是视觉污染,就是指杂乱无章的环境对人的视觉和情绪的不良影响.人们都有过这样的感觉,走进一个整洁、干净明亮的环境,心情会格外舒畅,情绪很高;相反,如果看到周围的一切都是乱糟糟的,就会感到心情烦躁,情绪低落.尤其是城市的街道上车水马龙,再加上污秽的垃圾、杂乱的货摊、乱七八糟的招贴广告等,视觉污染特别严重.还有一种近年来出现的特殊光污染——激光污染.近年来,激光得到了广泛的应用,很多的节日装饰和舞台布置都采用了激光装置,激光光线到处可见,大有泛滥成灾之势.激光是一种指向性好、颜色纯、能量高、密度大的高能辐射光.即使是最弱的激光光束,在它照射到的地方产生的热量也比太阳的强光高几百倍.激光光束一旦进入人眼,经晶状体会聚,可使光强度提高几百倍甚至几万倍,眼底细胞,都会被烧伤.激光光谱还有一部分属紫外线和红外线频率范围,它们因不能被人眼看到,更容易误入人眼造成伤害.功率很大的激光甚至可以直接进入人体,危害人的深层组织和神经系统.防治光污染关键在于加强城市规划管理,合理布置光源,使它起到美化环境的作用而不是制造光污染.对有紫外线和红外线这类看不见的光污染的场所,必须采取必要的安全防护措施,最重要的还在于个人的防护意识.(选自《科学杂志》2003年第6期,有改动)

根据原文所提供的信息,下列推断正确的一项是______.

A.镜子对阳光的反射、照相机用的闪光灯、夜空中的闪电等都会对人眼造成伤害

B.过强过乱、变化过于迅速的光污染是可以烧伤眼底细胞的污染现象

C.激光因不能被人眼看到可以直接进入人体,危害人的深层组织和神经系统

D.外装饰建筑物的装饰材料反光系数越大,对人们造成的干扰和伤害越大