Question

月球表面富含鈦鐵礦，鈦因其硬度大、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”。我國四川省有大型釩鈦磁鐵礦，由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如下：

① 鈦鐵礦的主要成分是FeTiO₃（鈦酸亞鐵），其中鈦的化合價為        價。
②TiCl₄在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti的化學方程式                ，該反應屬于            （填基本反應類型）。
③ 上述生產過程中得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質，若在實驗室提純上述金屬鈦，可將其先加入            （填試劑名稱）中，再                （填操作名稱）。

Answer 1

①  +4價
②   TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂   ，   置換反應        。
③   稀鹽酸（稀硫酸）         ，      過濾（過濾、洗滌、干燥） 。

試題分析：①根據化合價的原則，“在化合物中，正負化合價的代數和為零”，已知亞鐵的化合價為+2價，O的化合價為-2價，設FeTiO₃中Ti元素的化合價為x，則有（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4價。
②根據題意，TiCl₄在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti，根據質量守恒定律（化學變化中元素種類不變）可知，生成物中還應有氯化鎂，故該反應的化學方程式為TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；該反應是一種單質與一種化合物反應，生成一種新的單質和一種新的化合物，故屬于置換反應。
③根據上述生產過程中的操作分析，由于反應中使用了足量的鎂，故可判斷得到的金屬鈦中混有的少量金屬雜質是鎂；根據題意，鈦不能與酸反應，而鎂是H前活潑金屬，能與酸反應，故要除去鎂，可加入稀酸，然后過濾、洗滌、干燥即可。
點評：本題是在新的問題情境下，對化學基礎知識的考查，要求學生除了要熟練掌握相關基礎知識外，還要能在新的問題情境下對知識進行遷移運用，這就要求學生在日常的學習中要注重理論聯系實際。