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1、2020-2021 高考化学铁及其化合物推断题- 经典压轴题一、铁及其化合物1 某盐 A 是由三种元素组成的化合物，且有一种为常见金属元素，某研究小组按如下流程图探究其组成：请回答：(1)写出组成 A 的三种元素符号_。(2)混合气体 B 的组成成份 _。(3)写出图中由C转化为 E 的离子方程式_。(4)检验 E 中阳离子的实验方案_。(5)当 A 中金属元素以单质形式存在时，在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀，写出负极的电极反应式 _。【答案】 Fe、 O、SSOFe2O3+6H+3+取少量 E 溶液于试管中，滴加几2 和 SO3=2Fe +3H2O滴 KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E
2、 中阳离子为3+2+FeFe-2e =Fe【解析】【分析】由红棕色固体溶于盐酸得到棕黄色溶液，可知C为氧化铁、 E 为氯化铁溶液，说明 A 中含1.6g 氧化铁的物质的量为1.6g有铁元素和氧元素，160g/ mol =0.01mol ；由气体 B 与足量氯化钡溶液反应生成白色沉淀可知，白色沉淀D 为硫酸钡、气体B 中含有三氧化硫，由硫原子个数守恒可知，三氧化硫的物质的量为2.33g233g/ mol =0.01mol ，气体 B 的物质的量为0.448L=0.02mol ，由 A 是由三种元素组成的化合物可知，A 中含有硫元素、气体 B 为二22.4 L / mol氧化硫和三氧化硫的混合气体
3、，二氧化硫的物质的量为（0.02 0.01） mol=0.01mol ，m（SO322 3） +m （SO ）+m（Fe O ） =0.01mol 80g/mol+0.01mol 64g/mol+1.6g=3.04g ，说明 A中 nFe）： n（ S）： n（ O） =1：1 ：4，则 A 为 FeSO4。【详解】（1）由分析可知，A 为 FeSO，含有的三种元素为Fe、 O、 S，故答案为：Fe、 O、 S；4（2）由分析可知，三氧化硫的物质的量为2.33g233g/ mol =0.01mol ，气体 B 的物质的量为0.448LA 中含有硫元素、气体B 为二22.4 L / mol =0
4、.02mol ，由 A 是由三种元素组成的化合物可知，氧化硫和三氧化硫的混合气体，故答案为：SO23和 SO ；（ 3） C 为氧化铁、 E 为氯化铁溶液，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为 Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O，故答案为： Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O；（ 3） E 为氯化铁溶液，检验铁离子的实验方案为可取少量E溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E 中阳离子为Fe3+，故答案为：取少量E 溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E 中阳离子为Fe3+；（5）铁在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀，铁做原电池的
5、负极，失去电子发生氧化反应生2+2+成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e=Fe，故答案为： Fe-2e=Fe。【点睛】注意从质量守恒的角度判断 A 的化学式，把握二氧化硫的性质、铁离子检验为解答的关键。2A、 B、 C 均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：其中均为有单质参与的反应。（1）若A 是常见的金属，中均有同一种黄绿色气体参与反应，B 溶液遇KSCN显血红色，且为化合反应，写出反应的离子方程式_ 。（ 2）如何检验上述 C 溶液中的阳离子？ _ 。（3）若 B 是太阳能电池用的光伏材料，为工业制备B 的反应。 C 的化学式是_，属于置换反应 _，（填序号）写出反应的化学方程
6、式_ 。3+2+取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶【答案】 Fe+2Fe3Fe液变成血红色，则证明含Fe2+4 2C+SiOSi+2COSiCl【解析】【分析】(1)由转化关系可知A 为变价金属，则A 应为 Fe， B 为氯化铁， C 为氯化亚铁，为Fe 与氯化铁的反应；(3)B 是太阳能电池用的光伏材料，可知B 为 Si，为 C 与二氧化硅的反应，为工业制备 B 的反应，则 C 为 SiCl4，中 SiCl4 与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。【详解】(1)A 是常见的金属，中均有同一种气态非金属单质参与反应，且为化合反应，则该非金属气体为 Cl2， B 为氯化铁，
7、则反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+；(2)由分析知 C 为氯化亚铁，检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；(3)B 是太阳能电池用的光伏材料，可知B 为 Si，为 C 与二氧化硅的反应，为工业制备 B 的反应，则 C 为 SiCl4，其中为244Si 和 Cl 化合生成SiCl ，中 SiCl 与氢气反应，提纯 Si，则反应的化学方程式为SiO2 +2CSi+2CO，其中属于置换反应的有。3 在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。已知：甲、乙是两种常见金属，反应是工业制盐酸的反应。回答下列问题：
8、( 1) 反应 I 中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，写出该物质的电子式：_，该化合物中存在的化学键有：_ 。与甲在同一周期的金属元素（包括甲），按单质熔点由高到低的顺序排列依次为：_（元素符号）。( 2) 反应中，乙与H2O 在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是 _；写出反应的化学方程式 _。( 3) 通过比较反应I、的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_（填“强”或“弱”），比较二者金属性强弱的依据还可以是_（写出一种即可）。( 4) 下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_（选填答案编号）a工业上一
9、般用电解法进行冶炼，获取单质b金属阳离子都具有相同的电子排布式c氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物d金属氯化物都是电解质，都属于离子化合物【答案】离子键、共价键Al、 Mg、 Na 第四周期族3Fe+4H2O高温Fe3O4+H2强 NaOH 是强碱，而 Fe（ OH） 3 是弱碱 ab【解析】【分析】已知反应是工业制盐酸的反应，则丙为H2，丁为 HCl；反应 I 中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为金属钠；反应中，乙与H2O 在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁。据此解答。【详解】( 1) 由以上分析知，甲为金属钠，则焰色反应为黄色
10、的物质为NaOH，电子式为，该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。与甲在同一周期的金属元素有Na、 Mg、 Al 三种，它们的离子带电荷数依次增多，离子半径依次减小，所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、 Mg 、 Na。答案为：；离子键、共价键；Al、Mg、 Na；( 2) 由以上分析知，乙为铁，与H2O 在高温下反应，生成的有磁性的物质为Fe3O4 ，铁为26号元素，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，则铁在周期表中的位置是第四周期族；反应的化学方程式为 3Fe+4H2O 高温 Fe3 O4+H2。答案为：第四周期族；高温3Fe+4H2OFe3O4+H2 ；(
11、 3) 钠与水在常温下剧烈反应，铁与水在高温下才能反应，由此可得出钠的金属性比铁的金属性强，比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH 是强碱，而Fe( OH) 3 是弱碱来判断。答案为：强； NaOH 是强碱，而Fe( OH) 3 是弱碱；( 4) a工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2 、Al2O3，获取单质，a 正确；+、 Mg2+1s22s2 2p6， b 正确；b Na、Al3 都具有相同的电子排布式c NaOH 热稳定性强，很难分解得到相应的氧化物，c 不正确；d金属氯化物都是电解质，但AlCl3 属于共价化合物，d 不正确；答案为： ab。【点睛】在书写铁与 H22 3和O
12、在高温下反应，我们易忽视“有磁性的物质”，而把产物写成Fe O2H ，从而产生错误。4 已知有以下物质相互转化：请回答下列问题：（ 1）写出 B 的化学式 _ ，D 的化学式为 _；（ 2）写出由 E 转变成 F 的化学方程式 _。（ 3）写出 D 转化成 H 的离子方程式 _ 。（ 4）除去溶液 B 中混有的少量 G 溶液的最适宜方法是 _。【答案】 FeCl2KCl4Fe( OH) 2+O2+2H2O=4Fe( OH) 3Ag+Cl-=AgCl 向溶液 B 中加入足量铁粉，再经过滤操作【解析】【分析】D 和硝酸银、稀硝酸的混合溶液反应生成沉淀H 和焰色反应呈紫色的溶液可知，H 为AgCl
13、，D 为 KCl ，白色沉淀 E 在空气中变成红褐色沉淀F 可知 E 为 Fe(OH) 2， F 为Fe(OH) 3，所以 G 为 FeCl 3， A 为 Fe， B 为 FeCl 2， C 为 NaOH ，据此解答。【详解】（1）由分析可知， B 为 FeCl 2， D 为 KCl ，故答案为： FeCl2； KCl；（2） E 为 Fe(OH) 23，反应的方程式为：2223，故答， F 为 Fe(OH)4Fe( OH) +O +2H O=4Fe( OH)案为：4Fe OH 2+O223( )+2H O=4Fe OH() ；（3） D 为 KCl ， H 为 AgCl ，D 转化为 H 的
14、离子方程式为：Ag+Cl-=AgCl ，故答案为：+-（ 4） FeCl2 中混有的少量 FeCl3，可用过量的铁粉将 FeCl 3 转化为 FeCl2，过量的铁粉用过滤除去，故答案为：向溶液 B 中加入足量铁粉，再经过滤操作。【点睛】白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色所涉及的反应正是E 到 F：4Fe(OH) 2 +2H 2O+O 2=4Fe(OH) 3。5 A、 B、 C、 D、 E、F 六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应是置换反应。（ 1）若 A是常见的金属单质， D、 F 是气态单质，反应 在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是 _ 。（
15、2）若 B、 C、 F 都是气态单质，且 B 有毒，的反应中还有水生成，反应需要放电才能发生， A、D 相遇有白烟生成，则 A、 D反应产物的电子式是 _，反应的化学方程式是 _。（3）若 A、 D、 F 都是短周期元素组成的非金属单质，且A、 D 所含元素同主族，A、 F 所含元素同周期，则反应的化学方程式是_。【答案】2Fe2+Cl 2=2Fe3+2Cl -4NH 3+5O24NO+6H 2O2C+SiO 22CO +Si【解析】(1). A 是常见的金属单质，D、 F 是气态单质，反应为置换反应且在水溶液中进行，由转化关系可知， A 为变价金属，F 具有强氧化性，则A 为 Fe， F 为
16、 Cl2、 B 为 HCl、 C 为氯化亚铁、 D 为氢气、 E 为氯化铁，反应（在水溶液中进行）的离子方程式是：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl ，故答案为： 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl ；(2). B 、 C、 F 都是气态单质，B 有毒，则B 为氯气，反应需要放电条件才能发生，为氮气与氧气反应，反应中有水生成，可以推知C 为 N 2， F 为 O2，E 为 NO ，A 为 NH 3，反应为置换反应， A、 D 相遇有白烟生成，可推知D 为 HCl ， A 与 D 反应产物为氯化铵，电子式为，反应的化学方程式是：4NH 3+5O24NO+6H 2O，故答案为：；4NH 3+5O2
17、4NO+6H 2O；(3). A 、 D、 F 都是短周期元素组成的非金属单质，且A 、 D素同周期，反应为置换反应，考虑是碳与二氧化硅反应生成硅与所含元素同主族，CO，碳与A 、 F 所含元F 反应生成E， CO 与 F 生成 E，则 F 为氧气，通过验证符合图示转化关系，则反应的化学方程式是2C+SiO 22CO +Si，故答案为： 2C+SiO 22CO +Si。6 某化学兴趣小组探究氯化铁溶液的某些性质，将一定量氯化铁固体先加入含1molHCl 的浓盐酸中，再加水配制成1L溶液 A。（1）若在 A 溶液中加入一块铜片，一段时间后得溶液B。写出铜片在 FeCl3 溶液中反应的离子方程式：
18、 _；（2）若在 B 中加铁粉 mg，充分反应后剩余固体ng；过滤，从1L 滤液中取出 20mL，向其中滴入 40mL2mol/LAgNO 3溶液时， Cl-恰好完全沉淀。则溶液A 中 FeCl3的物质的量浓度是_；（3）若在 A 溶液中加铁粉至不再溶解，则需铁粉_克。【答案】 2Fe3+Cu= Cu2+2Fe1mol/L56g【解析】【分析】【详解】(1)Fe3+有较强氧化性，可将Cu 氧化成 Cu2+，离子方程式为2Fe3+Cu= Cu2+2Fe；(2)若在 B 中加铁粉 mg，充分反应后剩余固体ng，则此时滤液中溶质只有FeCl ，滴入240mL2mol/LAgNO 3 溶液时， Cl-
19、恰好完全沉淀，则20mL 滤液中 n(Cl-)=0.04L 2mol/L=0.08mol，则1L 滤液中 n(Cl- )=0.08mol1000mL=4mol ，加入了 1molHCl，则20mL溶液中n(Cl-3，溶液体积为3)=4mol-1mol=3mol，则 n(FeCl )=1mol1L，所以溶液 A 中 FeCl 的物质的量浓度是 1mol/L ；3+2+2+(3)A 中加铁粉发生反应 2Fe +Fe=3Fe 、 2H+Fe=Fe +H2，溶液中 n(FeCl3 )=1mol ，n(HCl)=1mol，所以消耗的铁粉物质的量为0.5mol+0.5mol=1mol ，质量为56g。【点
20、睛】解决此类题目要注意寻找守恒关系，不能盲目写反应方程式；第 3 题要注意 HCl 也可以与铁粉反应。7 铁的氧化物成分不一样，性质也不一样，H2 还原 Fe2O3，发现温度不同，产物也不同。（1）往产物中滴加盐酸，观察到有气泡产生，生成气泡主要成分的电子式是_。（2）再滴加 KSCN溶液，可观察到 _，所得溶液中一定含有的铁的化合价是_。【答案】 H H 无明显变化 2【解析】【分析】（1）产物中滴加盐酸，观察到有气泡产生，说明产生中含有Fe，所以气体成分为 H2；（2）再滴加 KSCN溶液，没有出现血红色现象，产物中有过量的铁，铁能还原Fe3 ，所得溶液中一定含有 Fe2+。【详解】（1）
21、产物中滴加盐酸，铁的氧化物首先与盐酸反应，生成相应的铁的氯化物和水，若生成Fe3+，则会被Fe 还原为 Fe2+。观察到有气泡产生，说明最后发生的是Fe 与盐酸的反应，所以气体成分为H2，电子式为；答案为；（ 2）再滴加 KSCN溶液，因为不含有 Fe3+，所以没有明显现象产生；产物中有过量的铁，铁能还原 Fe3 ，所得溶液中一定含有 Fe2+，铁的化合价是 2。答案为：无明显现象； +2。【点睛】Fe2O3+6HCl=2FeCl 3+3H 2O，FeO+2HCl FeCl2+H 2O， Fe3 O4+8HCl=2FeCl 3+FeCl 2+4H 2O，2FeCl3+Fe 3FeCl2，最后发
22、生 Fe+2HCl FeCl2 +H2。所以，只要有气泡产生，说明在前面反应中， Fe有剩余，则溶液中不存在 Fe3+。8 某小组同学用一种铝铁合金为原料，模拟相关的工业生产，反应过程如图所示（部分产物和条件已略去），请回答：（1）铁铝合金是一种高电磁性能合金，下列有关推测可能正确的是_（填序号）A铁铝合金可由铁和铝熔融混合制成B铁铝合金的熔点高于铝和铁C铁铝合金硬度高于纯铝（ 2）反应中铝元素发生反应的离子方程式为_。（ 3）反应的化学方程式为 _ 。（ 4）反应发生时观察到的现象是 _ ，用化学方程式表示颜色变化的原因 _ 。（ 5）反应中的 CO2 不宜换成 HCl，原因是 _ 。（ 6
23、）请举出固体 A 一种用途 _。3+222【答案】 AC Al2+2HO 先产生白色沉+4OH =AlO2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO +3H淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色4Fe(OH)2 223过量的氯化氢会+O +2H O=4Fe(OH)使生成的氢氧化铝溶解做红色油漆和涂料【解析】【分析】分析流程可知，中的反应有硫酸与氢氧化钠酸碱中和，硫酸铝与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应生成氢氧化铁；中二氧化碳能与偏铝酸钠发生反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠；固体A 为氧化铁，固体B 为氧化铝；中铝单质能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠；中硫酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应
24、生成氢氧化铁。【详解】（1） A铁铝合金可由铁和铝熔融混合制成具有特征性质的混合物，故A 正确；B合金熔点低于各成分，则铁铝合金的熔点低于铝和铁，故B 错误；C合金硬度高于各成分，则铁铝合金硬度高于纯铝，故C 正确；综上所述，故答案为：AC；（2） 中硫酸铝与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，其反应的离子方程式为Al3+4OH3+=AlO2 +2H2O，故答案为：Al +4OH=AlO2 +2H2O；（3） 中铝单质能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，其反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ，故答案为： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2；（4） 中硫
25、酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，现象是先产生白色沉淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色，其反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：先产生白色沉淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（ 5） 中二氧化碳能与偏铝酸钠发生反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，若将二氧化碳换成氯化氢，则生成的氢氧化铝会继续与过量的盐酸发生反应而溶解，故答案为：过量的氯化氢会使生成的氢氧化铝溶解；（ 6）固体 A 为红棕色的氧化铁，可以用来做红色油漆和涂料，故答案为：做红色油漆和涂料。92019 年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展
26、作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由 LiFePO4、铝箔、炭黑等组成， Fe、 Li、 P 具有极高的回收价值，具体流程如下：（ 1）过程生成 NaAlO2 溶液的离子方程式是 _。（ 2）过程中 HCl/H2O2 的作用是 _。（ 3）浸出液 X 的主要成分为 Li+、 Fe3+、 H2PO4-等。过程控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 、反应时间3 h 条件下，探究pH 对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH 为 _。结合平衡移动原理，解释过程中pH 增大，铁和磷沉淀率增大的原因当 pH 2.5 后，随 pH 增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因_
27、。_。（ 4） LiFePO4 可以通过 (NH4 )2Fe(SO4)2、H3PO4 与 LiOH 溶液发生共沉淀反应制取，共沉淀反应的化学方程式为 _。【答案】 2Al 2OH-2H2O=2AlO2- 3H2溶解LiFePO4Fe2+氧化为 Fe3+，将（ 2Fe2+H2 O2+2H+=2Fe3+2H2O） 2.5 H2PO4-HPO42-+H+， HPO42-PO43- +H+，加入2332-结合 H+使 c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，43-)增大，与3+Na CO后， COc(POFe结合形成磷酸铁沉淀（或者：-2-+2-PO43-+，溶液 pH 增大，H2PO4HPO4+H
28、 ， HPO4+Hc(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43- )增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀pH2.5 时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe(OH)3，使得部分 PO43- 释放，导致磷沉淀率下降(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSO4+LiFePO4 +H2O 或(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+3LiOH=(NH4 )2SO4+Li2SO4+LiFePO4 +3H2O【解析】【分析】含 LiFePO4、铝箔、炭黑的废旧锂电池，用NaOH 溶解后过滤，滤液为NaAlO2 溶液，滤渣为 LiFePO4 和炭黑，再用盐酸酸化的H2O2
29、 溶解滤渣并过滤，得到主要成分为Li+、 Fe3+、24-等的溶液 X，向 X 中加入 Na23溶液，有42O 析出，过滤的滤液主要是H POCOFePO?2HLiCl，再加入饱和 Na CO 溶液，再过滤即可得到LiCO 粗产品，据此分析解题。233【详解】(1)过程 Al 溶于 NaOH 溶液生成 NaAlO2 和 H2 ，发生反应的离子方程式是2Al 2OH-2H2O=2AlO2-3H2；(2)过程是除铝后料中加入盐酸酸化的H2O2，过滤后得到主要成分为Li+、 Fe3+、 H2PO4-等的溶液 X，由知 HCl/H2O2 的作用是溶解LiFePO4，将 Fe2+氧化为 Fe3+；(3)
30、分析图中数据可知，当 pH=2.5 时磷的沉淀率最高，铁的沉淀率较高，则过程选择的最佳 pH 为 2.5；已知溶液 X 中存在H2PO4 -的电离平衡，即H2PO4-HPO42- +H+， HPO42-PO43-+H+，过程中当加入Na2332- 结合 H+使 c(H+43-)CO后， CO)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO增大，与 Fe3+结合形成磷酸铁沉淀，提高了铁和磷沉淀率；已知 FePO4(s)3+43-pH 2.5后，随 pH 增加，溶液中-Fe (aq)+ PO(aq)，当c(OH )增大，Fe3+开始转变生成 Fe(OH)3，促进溶解平衡正向移动，使得部分 PO43- 释
31、放，导致磷沉淀率下降；(4)(NH4)2Fe(SO4)2、 H3PO4 与 LiOH 溶液混合生成 LiFePO4，同时得到 (NH4)2SO4 和 Li2SO4，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSO4 +LiFePO4 +H2O。10 钛（ Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO 2 ）是目前使用最广泛的白色颜料。制备 TiO 2 和 Ti 的原料是钛铁矿，用含Fe2O3 的钛铁矿（主要成分为 FeTiO 3 ）制备TiO 2 的流程如下：（ 1）步骤加 Fe的目的是 _；步骤冷却的目的是 _ 。（2）考虑成本和废
32、物的综合利用等因素，水浸后的废液中应加入_处理。（3）由金红石（ TiO 2 ）制取单质钛（ Ti ）的过程为TiO 2TiCl 4MgTi ，其中反应 TiCl 4800 C在800 C,Ar2Mg2MgCl 2 Ti氩气气氛中进行的理由是_。【答案】将 Fe3+ 还原为 Fe2+析出绿矾（ FeSO47H 2 O ）碳酸钙（其它合理答案也可）高温下镁和钛会与O2 、 N 2 反应，因此只能用稀有气体来保护【解析】【分析】钛铁矿溶于浓硫酸，所有金属转变为自由离子，加入铁粉可以将Fe3+ 还原为 Fe2+ ，此时热过滤除去过量的铁粉，再冷却使绿矾大量析出，过滤后可得绿矾，此时溶液中剩下的钛元素，经水浸后转变为偏钛酸H 2 TiO 3 ，灼烧失水后即可得到钛白粉TiO 2 。【详解】（1）分析题图可知，钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾，所以要将+3 价 Fe转化为 +2价Fe ；降低温度是为了减小FeSO47H 2 O 的溶解度，利于绿矾结晶析出；（2）水浸过程发生的离子反应为TiO 2+ +2H 2OH 2 TiO 3+2H + ，废液呈酸性，可以考虑向水浸后的废液中加入CaCO3 等物质（合理即可）；（3）由于 Ti 和 Mg 易与空气中的 O 2 、 N 2 等反应；故该反应要在氩气气氛中进行。