Question

金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的“第三金屬”，常見化合價為+4。它是空間技術、航海、化工、醫療上不可缺少的材料。
工業上用鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃）制備金屬鈦的一種工藝流程如下圖（部分產物略去）：
（1）步驟①反應的化學方程式為：2FeTiO₃ + 6C + 7Cl₂2FeCl₃ + 2TiCl₄ + 6CO，還 原劑是　　   　  　，每生成1mol TiCl₄轉移              mol電子。
（2）步驟②分離出TiCl₄的方法，利用了TiCl₄與FeCl₃　 　　　    的不同。
（3）步驟④反應的化學方程式為______________            __________，該反應在氬氣中進行的理由是_________                _____________________。
（4）綠色化學提倡物料循環。以上流程中，可用于循環的物質除Cl₂、Mg外，還有___。

Answer 1

（1）FeTiO₃、C，      7     （2）沸點
（3）2Mg + TiCl₄2MgCl₂ + Ti；  防止Mg、Ti被氧化 （4）MgCl₂

試題分析：（1）根據反應的方程式可知，碳元素的化合價和FeTiO₃中Fe的化合價也是升高到的，所以還原劑是FeTiO₃、C。氯氣是氧化劑，得到2個電子，所以根據方程式可知每生成1mol TiCl₄轉移7mol電子。
（2）TiCl₄與FeCl₃的沸點不同，所以步驟②分離出TiCl₄可以用蒸餾的方法進行分離。
（3）鎂和四氯化鈦在高溫的條件下生成氯化鎂和金屬鈦，則反應的化學方程式是2Mg + TiCl₄2MgCl₂ + Ti；氬氣化學性質穩定，可以防止Mg、Ti被氧化；
（4）綠色化學提倡物料循環，在以上流程中，可用于循環的物質除Cl₂、Mg以外，還有氯化鎂等。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練。該題需要明確的是物質的制備有一下幾種類型：一種是只能用題目給出的原料來制取；一種是自己選取原料來制備新物質；還有的是給你一部分藥品，其它自選等。本題用題目給出的原料來制取，因此結合物質的性質，靈活應用，答案就會迎刃而解。