Question

【題目】鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料，他們具有很多優良的性能，如熔點高，密度小，可塑性好等。以鈦鐵礦（主要成分為 FeTiO3同時含有少量的Fe2O3、FeO等）為原料制TiO2，再由TiO2制金屬Ti的工藝流程如圖：

查閱資料：鈦、鎂在高溫下能與空氣中的氧氣、二氧化碳等反應。

（1）硫酸氧鈦（TiOSO4）中鈦元素的化合價為_____；

（2）工藝流程中，操作2是_____，在該操作中要用到的玻璃儀器有:燒杯、漏斗、_______。

（3）該流程中的水解屬于_____變化（選填“物理”或“化學”）

（4）工業上常在高溫和氬氣氛圍中用TiCl4來制備金屬Ti，其反應方程式為_________，該反應屬于______（填基本反應類型）， 其中氬氣的目的是______________。

（5）TiO2與焦炭、氯氣在高溫下反應制取TiCl4，該反立中氯氣和碳的質量按71：12的比例恰好完全反應同時生成某種劇毒氣體，反應的化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】+4 過濾 玻璃棒 化學 置換反應 做保護氣

【解析】

（1）氧元素通常為-2價，硫酸根離子通常為-2價，設硫酸氧鈦中鈦元素的化合價為x，根據化合物中，正、負化合價的代數和為零，可得：x+（-2）+（-2）=0，x=+4；

（2）操作2實現了固液分離，故操作2是過濾；

過濾中要用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；

（3）該流程中水解有新物質生成，屬于化學變化；

（4）由圖可知，Mg和TiCl4在高溫和氬氣氛圍中反應生成了金屬Ti和氯化鎂，該反應的化學方程式為：；

該反應符合“一種單質與一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物”的反應，屬于置換反應；

在高溫環境中，鎂和生成的金屬Ti容易被氧化，故氬氣的目的是：做保護氣；

（5）TiO2與焦炭、氯氣在高溫下反應制取TiCl4，該反立中氯氣和碳的質量按71：12的比例恰好完全反應同時生成某種劇毒氣體，故氯氣和碳的化學計量數之比為：，根據質量守恒定律，化學反應前后，原子的種類和數目不變，故生成的劇毒氣體為CO，該反應的化學方程式為：。