Question

【題目】金屬鈦是重要的航天、航海材料，鈦因其硬度大，熔點高，常溫下不和非金屬、強酸反應，被譽為“未來金屬．”由鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵，化學式為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過三個階段：

（1）反應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．

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

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

（4）高溫條件下，鎂可以與TiCl4發生置換反應制得金屬鈦，請寫出此反應的化學方程式______．

（5）如何從反應③后的固體中獲得金屬鈦：______．

Answer 1

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

【解析】

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

（2）碳燃燒時會釋放出大量的熱，為化學反應的進行提供了能量；故填：作燃料，提供反應所需要的能量；

（3）Ti2O2與C、Cl2在高溫下反應，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）根據題中信息，鎂與TiCl4在高溫條件下反應生成金屬鈦和氯化鎂，該反應的化學方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2；

（5）鈦常溫下不和強酸反應，而鐵與酸能反應，所以從反應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），充分反應后過濾，洗滌，干燥。