四氯化钛是制取航天航空工业材料﹣﹣钛合金的重要原料．由钛铁矿

四氯化钛是制取航天航空工业材料﹣﹣钛合金的重要原料．由钛铁矿制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

回答下列问题：

往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性．该过程中有如下反应发生：

2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺    2TiO²⁺+Fe+4H⁺═2Ti³⁺+Fe²⁺+2H₂O

Ti³⁺+Fe³⁺+H₂O═TiO²⁺+Fe²⁺+2H⁺

加入铁屑的作用是　．

在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂•nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在　　范围．

写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应的化学方程式：　．

上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点．依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是　　．

依据表格信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用　　方法．

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．中学版权所有

【专题】简答题；类比迁移思想；演绎推理法；制备实验综合．

【分析】钛铁矿中加入强酸，强酸性浸出液中含有TiO²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等，①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液呈强酸性，该过程中有如下反应发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；2TiO²⁺+Fe+4H⁺=2Ti³⁺+Fe²⁺+2H₂O，通过一系列过程得到绿矾FeSO₄.7H₂O和含有TiO²⁺溶液，将溶液处理得到TiO₂•nH₂O，将粗TiO₂和氯气、焦炭混合加热得到TiCl₄，发生反应TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO，得到的废气是SO₂，

往①中加入铁屑至浸出液显紫色，说明浸出液中含有Ti³⁺，由方程式可知，Fe³⁺氧化为Ti³⁺；

控制条件以形成TiO₂•n H₂O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10^﹣9～10^﹣7m；

根据上面的分析可知，④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成TiCl₄和CO；

绿色化学应零污染、零排放，原子利用率100%．结合工艺流程三废回答；

由表中数据可知，SiCl₄、TiCl₄为液体，二者沸点相差较大，通常采取蒸馏方法分离．

【解答】解：钛铁矿中加入强酸，强酸性浸出液中含有TiO²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等，①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液呈强酸性，该过程中有如下反应发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；2TiO²⁺+Fe+4H⁺=2Ti³⁺+Fe²⁺+2H₂O，通过一系列过程得到绿矾FeSO₄.7H₂O和含有TiO²⁺溶液，将溶液处理得到TiO₂•nH₂O，将粗TiO₂和氯气、焦炭混合加热得到TiCl₄，发生反应TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO，得到的废气是SO₂，

往①中加入铁屑至浸出液显紫色，说明浸出液中含有Ti³⁺，由方程式可知，Fe³⁺氧化为Ti³⁺，加入铁屑作还原剂，将Fe³⁺还原为Fe²⁺，防止Ti³⁺被Fe³⁺氧化成TiO²⁺，

故答案为：生成Ti³⁺，保护Fe²⁺不被氧化；

控制条件以形成TiO₂•n H₂O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10^﹣9～10^﹣7m，

故答案为：10^﹣9～10^﹣7m；

根据上面的分析可知，④中反应方程式为TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO，

故答案为：TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO；

由工艺流程可知，生成中产生废气，废液，废渣等，不符合绿色化学理念，

故答案为：产生了废气，废液，废渣等；

由表中数据可知，SiCl₄、TiCl₄为液体，二者沸点相差较大，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用蒸馏方法，

故答案为：蒸馏．

【点评】本题考查学生阅读题目获取信息能力、氧化还原反应、绿色化学、胶体、物质分离提纯等，难度不大，注意基础知识的掌握利用．