Question

金屬鈦（Ti）硬度大、熔點(diǎn)高、耐腐蝕，被譽(yù)為“未來金屬”．由鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃），經(jīng)過一系列反應(yīng)制備鈦和納米TiO₂的主要生產(chǎn)過程如圖：（反應(yīng)的部分生成物已略去）
（1）鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中鈦元素的化合價(jià)為

 

價(jià)；
（2）反應(yīng)②生成TiCl₄和一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，其化學(xué)式為

 

；
（3）反應(yīng)③屬于置換反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
（4）生產(chǎn)過程中的反應(yīng)可能是分解反應(yīng)的是

 

（填序號(hào)）；
（5）近年來，利用電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦獲得成功．從能量的角度分析，工業(yè)上利用該方法制備鈦的主要缺點(diǎn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算,分解反應(yīng)及其應(yīng)用,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)鈦酸亞鐵的FeTiO₃化學(xué)式及化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零計(jì)算鈦的化合價(jià)；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析有毒的氣體氧化物的化學(xué)式．
（3）根據(jù)TiCl₄在高溫下與足量Mg反應(yīng)生成金屬Ti以及質(zhì)量守恒定律書寫方程式；
（4）根據(jù)生產(chǎn)過程中的反應(yīng)特點(diǎn)分析判斷；
（5）電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦需要消耗大量的電能．

解答：解：（1）在化學(xué)FeTiO₃中，因化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，所以鈦的化合價(jià)為0-（+2）-（-2）×3=+4；
（2）由于TiO₂、C和Cl₂反應(yīng)生成了TiCl₄和一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，由質(zhì)量守恒定律可知，該物質(zhì)含有碳元素和氧元素，應(yīng)是一氧化碳，其化學(xué)式為：CO；
（3）TiCl₄在高溫下與足量Mg反應(yīng)生成金屬Ti．根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，還應(yīng)有氯化鎂，所以方程式是：2Mg+TiCl₄

高溫  .

2MgCl₂+Ti．
（4）由反應(yīng)的流程可知．H₂TiO₃煅燒生成了TiO₂和水，屬于分解反應(yīng)．
（5）電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦需要消耗大量的電能．這是工業(yè)上制備鈦的主要缺點(diǎn)．
故答為：（1）+4；（2）CO；（3）2Mg+TiCl₄

高溫  .

2MgCl₂+Ti；（4）⑤；（5）消耗大量的電能．

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)與生產(chǎn)、生活是密不可分的，與生產(chǎn)、生活相關(guān)的知識(shí)也就成了考查熱點(diǎn)之一，在學(xué)習(xí)中要注意理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用化學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題．