Question

(5分) “遼寧號”航空母艦，是中國人民解放軍海軍第一艘可以搭載固定翼飛機的航空母艦，制造航空母艦使用大量合金材料（如鐵合金、銅合金和鈦合金等）。請回答下列問題：
鈦（Ti）因其硬度大、熔點高，常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優良性能而被認為是本世紀的重要金屬材料。由鈦鐵礦（主要成分是FeO和TiO₂）提取金屬鈦的主要工藝流程如下：

①上述流程中的TiO₂中鈦元素的化合價是        。
②步驟Ⅰ中，鈦鐵礦中的FeO和碳在高溫的條件下反應生成二氧化碳和鐵，該反應的化學方程式為                                               。
③步驟Ⅱ中，TiO₂、炭粉混合物在高溫條件下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，該氣體是                   。
④步驟Ⅲ反應所得金屬鈦中含有少量的金屬鎂。若要除去金屬鈦中的鎂，可選用的試劑是           。充分反應后，再通過          （填操作名稱）、洗滌、干燥即可。

Answer 1

(1)+4        (2)2FeO+C=2Fe+CO₂          (3) CO       (4)稀鹽酸   過濾

試題分析：(1)根據元素化合價的一般規律：在化合物中正負化合價的代數和為0，而氧元素的化合價為-2，所以TiO₂中鈦元素的化合價是+4
(2)鈦鐵礦中的FeO和碳在高溫的條件下反應生成二氧化碳和鐵，該反應的化學方程式為：2FeO+C=2Fe+CO₂
(3) 步驟Ⅱ中，TiO₂、炭粉混合物在高溫條件下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，可推出可燃性氣體為CO
（4）鈦常溫下耐酸堿、耐腐蝕，意味著常溫不會與酸反應，所以若要除去金屬鈦中的鎂，可選用的試劑是稀鹽酸，充分反應后，再通過過濾、洗滌、干燥即可