随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物

Question

随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe ₂ O ₃ 的钛铁矿（主要成分为FeTiO ₃ ，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是                   。
（2）甲溶液中除含TiO ²⁺ 之外还含有的金属阳离子有                   。
（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。
方法2：TiCl ₄ 水解生成TiO ₂ ·XH ₂ O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO ₂ ，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）①TiCl ₄ 水解生成TiO ₂ ·XH ₂ O的化学方程式为                   。
②检验TiO ₂ ·XH ₂ O中Cl ^- 是否被除净的方法是                   。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO ₂ 制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
 
反应②的化学方程式是                   ，该反应成功需要的其他条件及原因是                   。

Answer 1

（1）冷却、结晶、过滤
（2）Fe ³⁺ 、Fe ²⁺
（3）1.12kg
（4）①TiCl ₄ + (x+2)H ₂ O(过量) TiO ₂ ·xH ₂ O↓ + 4HCl
②取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸酸化的AgNO ₃ 溶液，不产生白色沉淀，说明Cl ^－ 已除净。
（5）  稀有气体保护，防止高温下Mg(Ti)与空气中的O ₂ (或CO ₂ 、N ₂ )作用