Question

20．金屬鈦（Ti）硬度大、熔點(diǎn)高、耐腐蝕，被譽(yù)為“未來(lái)金屬”．由鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃）經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)制備鈦和納米TiO₂的主要生產(chǎn)過(guò)程如下：（反應(yīng)的部分生成物已略去）

（1）FeTiO₃叫鈦酸亞鐵，請(qǐng)標(biāo)出鈦酸亞鐵中鈦元素的化合價(jià)Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．
（2）反應(yīng)③屬于置換反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）生產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)可能是分解反應(yīng)的是⑤（填序號(hào)）．
（4）近年來(lái)，利用電解熔融TiO₂生成氧氣和鈦的方法來(lái)制備金屬鈦獲得成功．若電解80Kg的TiO₂，理論上生成鈦的質(zhì)量是多少？（寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：
（1）FeTiO₃叫鈦酸亞鐵，為亞鐵，所以鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，而氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，設(shè)鈦元素的化合價(jià)為x，根據(jù)化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為零可得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，標(biāo)出鈦酸亞鐵中鈦元素的化合價(jià) Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．
（2）反應(yīng)③四氯化鈦和鎂反應(yīng)，題目給出反應(yīng)類型屬于置換反應(yīng)，所以生成物為鈦和氯化鎂，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiCl₄+2Mg $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）生產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)，只有⑤反應(yīng)物為一種，所以⑤可能是分解反應(yīng)
（4）解：設(shè)生成鈦的質(zhì)量為x
TiO₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Ti+O₂↑    
80             48
80kg        X
$\frac{80}{48}$=$\frac{80kg}{x}$
x=48kg   
答：鈦的質(zhì)量為48k
故答案為：
（1）Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．（只寫化學(xué)式或化合價(jià)不得分）
（2）TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．   
（3）⑤．
（4）48kg．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過(guò)程要完整．