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(yōu)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的工藝流程如下：

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，水解屬于_____變化（選填“物理”或“化學”）。

（3）工業(yè)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_____。其中氬氣的作用是_____。

（4）TiO2 與焦炭、氯氣在高溫下反應制取TiCl4，該反應中氯氣和碳的質量按71∶12 的比例恰好完全反應，反應的化學方程為_____。

Answer 1

【答案】+4 化學 做保護氣，防止鎂和鈦在高溫下與氧氣、二氧化碳反應

【解析】

（1）根據(jù)化合物中元素化合價的代數(shù)和為0，氧元素顯-2價，硫酸根顯-2價，設Ti元素的化合價為x，x+(-2)+(-2)=0，解得x=+4，故硫酸氧鈦（TiOSO4）中鈦元素的化合價為：+4。

（2）該工藝流程中，水解時TiOSO4變?yōu)?/span>H2TiO3，生成了新物質，屬于化學變化。

（3）從流程中可知，在高溫和氬氣氛圍中用Mg和TiCl4反應來制備金屬Ti，其反應方程式為：。因為鈦、鎂在高溫下能與空氣中的氧氣、二氧化碳等反應，在氬氣進行該反應，鈦、鎂就不會和空氣中的氧氣、二氧化碳等接觸反應，所以反應中氬氣的作用是：做保護氣，防止鎂和鈦在高溫下與氧氣、二氧化碳反應。

（4）TiO2 與焦炭、氯氣在高溫下反應制取TiCl4，根據(jù)該反應中氯氣和碳的質量按71∶12 的比例恰好完全反應，計算出反應中氯氣和碳的粒子個數(shù)比為1∶1，根據(jù)TiCl4的化學式，可以推出Cl2前的化學計量數(shù)是2，則C前的化學計量數(shù)也是2，因此生成物中碳、氧原子個數(shù)都是2，從而推出生成物是TiCl4和CO，反應的化學方程為：。