Question

【題目】金屬鈦是重要的航天、航海材料，鈦因其硬度大，熔點(diǎn)高，常溫下不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，被譽(yù)為“未來金屬．”由鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵，化學(xué)式為FeTiO3）、焦炭、氧氣為原料，提取金屬鈦的主要工藝過程一般需要經(jīng)過三個(gè)階段：

（1）反應(yīng)前需要將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的原因是______；鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素為______價(jià)．

（2）反應(yīng)①中焦炭除了作還原劑還原金屬礦物外，另一個(gè)重要作用是______．

（3）反應(yīng)②中TiO2與C、Cl2在高溫下反應(yīng)，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，其化學(xué)式為______．

（4）高溫條件下，鎂可以與TiCl4發(fā)生置換反應(yīng)制得金屬鈦，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式______．

（5）如何從反應(yīng)③后的固體中獲得金屬鈦：______．

Answer 1

【答案】為了增大反應(yīng)物之間的接觸面積 +4 作燃料，提供反應(yīng)所需要的能量 CO TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti 向固體中加入足量稀鹽酸（或稀硫酸），充分反應(yīng)后過濾，洗滌，干燥

【解析】

（1）反應(yīng)前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀是為了增大反應(yīng)物之間的接觸面積；鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO3，其中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，因化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，設(shè)鈦的化合價(jià)為x，則（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4；

（2）碳燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量的熱，為化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行提供了能量；故填：作燃料，提供反應(yīng)所需要的能量；

（3）Ti2O2與C、Cl2在高溫下反應(yīng)，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，該氣體是一氧化碳；

（4）根據(jù)題中信息，鎂與TiCl4在高溫條件下反應(yīng)生成金屬鈦和氯化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2；

（5）鈦常溫下不和強(qiáng)酸反應(yīng)，而鐵與酸能反應(yīng)，所以從反應(yīng)③后的固體（鐵和鈦的混合物）中獲得金屬鈦的方法是向固體中加入足量稀鹽酸（或稀硫酸），充分反應(yīng)后過濾，洗滌，干燥。