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

已知:TiOSO
4遇水会水解.
(1)写出相应的离子方程式:
步骤①中,钛元素从钛铁矿中溶入溶液时发生的反应为:
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
;
步骤②中,用铁粉将Fe
3+转化为Fe
2+的反应的为
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
.
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的
b
b
(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,均需用到的分离操作是
过滤
过滤
(填操作名称);步骤④中使用热水的目的是
促使TiO2+水解平衡正向移动
促使TiO2+水解平衡正向移动
.
(4)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO
2)反应生产硫酸锰(MnSO
4,易溶于水),则反应的离子方程式为
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
.

(5)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF
2-CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛.写出阳极所发生反应的电极反应式:
2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2↑
2O2--4e-=O2↑,或C+2O2--4e-=CO2↑
.