Question

【題目】金屬鈦密度小、硬度大、抗腐蝕性能好，被譽為“未來的金屬”，某工廠用鈦酸亞鐵（FeTiO3）、焦炭為原料制取金屬鈦，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）反應(yīng)前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的目的是_____，鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素為____價；

（2）步驟②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇，理論上CO和H2投料的最簡質(zhì)量比為____；

（3）寫出步驟③中，在高溫時生成金屬鈦的化學(xué)反應(yīng)方程式_____，該反應(yīng)的基本類型為___；

（4）工業(yè)上用電解熔融的TiO2來制取金屬Ti，從能量的角度分析，工業(yè)利用該方法制備金屬Ti的缺點是__________________。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物的接觸面積 +4 7：1 TiCl4+2MgTi+2MgCl2 置換反應(yīng) 需要消耗大量的電能

【解析】

（1）將固體反應(yīng)物磨成粉末狀可以增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，故填增大反應(yīng)物的接觸面積；

該物質(zhì)中鐵元素的化合價為+2價，氧元素的化合價為-2價，設(shè)鈦元素的化合價為x，根據(jù)化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為零可知，+2+x+（-2）×3=0，則x=+4，故填+4。

（2）一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇，反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為CO+2H2=CH3OH，反應(yīng)中CO與H2的質(zhì)量比為（12+16）：（1×2×2）=7：1，故填7：1。

（3）由圖可知，TiCl4與Mg在高溫條件下反應(yīng)生成Ti和MgCl2，故反應(yīng)的化學(xué)式寫為：TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2；

由化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)是一種化合物與一種單質(zhì)反應(yīng)生成另一種化合物和另一種單質(zhì)，屬于置換反應(yīng)，故填置換反應(yīng)。

（4）由圖可知，電解熔融的TiO2來制取金屬Ti，需要消耗大量的電能，故填需要消耗大量的電能。