Question

【題目】鈦金屬具有硬度大、密度小、熔點高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優良的性能，被譽為“未來金屬”。我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛，儲量豐富，由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如圖，請回答：

（1）鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵，測定出鈦酸亞鐵的化學式用FeTiOx表示，若鈦元素的化合價為+4價，則化學式中的x=________。

（2）在氬氣做保護氣的環境中，TiCl4在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti，該反應的化學方程式為_______，其反應的基本類型是______。則上述生產過程中得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質，可加入_______除去。

（3）雄偉壯觀的中國國家大劇院（見圖）作為國家表演藝術中心，其主體建筑表面安裝了近2萬塊鈦金屬板。已知Ti原子核內有22個質子和26個中子，則下列敘述正確的是______（填序號）

①Ti可以表示一個鈦原子；②Ti4+核外有18個電子；③鈦元素的相對原子質量為48；④TiO2中含有氧分子；⑤FeTiO3屬于一種金屬氧化物。

Answer 1

【答案】3 TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti 置換反應 稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4） ①②③

【解析】

（1）鈦酸亞鐵的化學式用FeTiOx表示，鈦酸亞鐵中鐵元素的化合價為+2，若鈦元素的化合價為+4價，根據化合物中正負化合價代數和為0，則有： 解得x=3。

（2）TiCl4在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti和氯化鎂，反應的化學方程式為TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti，該反應是單質和化合物生成單質和化合物，屬于置換反應。生產過程中得到的金屬鈦中混有少量金屬鎂，鎂的活動性比鈦的強，且排在氫的前面，故可加入稀鹽酸或稀硫酸除去。

（3）①元素符號的含義可以表示物質的一個原子，所以Ti可以表示一個鈦原子，符合題意；

②Ti原子核內有22個質子，質子數等于核外電子數，Ti原子核外有22個電子，Ti4+表示失去了4個電子，則核外有18個電子，符合題意；

③已知相對原子質量等于質子數加中子數，鈦元素的相對原子質量為22+26=48，符合題意；

④TiO2中沒有氧分子，而是每個TiO2分子中含有兩個氧原子，不符合題意；

⑤FeTiO3是由鐵、鈦、氧三種元素組成的化合物，不屬于金屬氧化物，不符合題意。故選①②③。