Question

9．鈦被稱為“二十一世紀(jì)金屬”，工業(yè)上用鈦鐵礦制備金屬鈦的工藝流程如圖所示：
（1）上述流程中混合液中加人過(guò)量的鐵粉的作用是防止Fe²⁺氧化為Fe³⁺；消耗多余硫酸；
（2）操作a的名稱為過(guò)濾，此過(guò)程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）步驟①中灼燒H₂TiO₃的反應(yīng)與H₂CO₃的分解類似，請(qǐng)寫出步驟①反應(yīng)的化學(xué)方程式H₂TiO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H₂O+TiO₂；
（4）步驟②除生成TiCl₄外，還生成一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，其化學(xué)式為CO；
（5）步驟③中TiCl₄與Mg在一定條件下反應(yīng)生成Ti和MgCl₂，其反應(yīng)類型是置換反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵的化學(xué)性質(zhì)來(lái)分析；
（2）根據(jù)分離混合物的方法來(lái)分析；
（3）根據(jù)碳酸分解的方程式來(lái)分析；
（4）通過(guò)焦炭過(guò)量確定產(chǎn)物為一氧化碳，TiO₂轉(zhuǎn)化成TiCl₄的反應(yīng)為二氧化鈦和碳、氯氣高溫加熱反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；
（5）根據(jù)反應(yīng)類型的判斷方法來(lái)分析．

解答 解：（1）鐵粉的作用結(jié)合Fe²⁺易被氧化，同時(shí)題干通過(guò)操作1可以得到副產(chǎn)物為純凈物可知鐵粉是防止Fe²⁺被氧化，結(jié)合TiO²⁺水解顯酸性可知，過(guò)量硫酸需除去有利于水解正向進(jìn)行；故答案為：防止Fe²⁺氧化為Fe³⁺；消耗多余硫酸；
（2）操作a是用來(lái)分離固體與液體的方法，是過(guò)濾，需要用到的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺(tái)等；故填：過(guò)濾；玻璃棒；
（3）由碳酸分解的方程式可知，H₂TiO₃的分解生成水和二氧化鈦，故填：H₂TiO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H₂O+TiO₂；
（4）通過(guò)焦炭過(guò)量確定產(chǎn)物為一氧化碳，TiO₂轉(zhuǎn)化成TiCl₄的反應(yīng)為二氧化鈦和碳、氯氣高溫加熱反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；故填：CO；
（5）該反應(yīng)中的鎂和鈦屬于單質(zhì)，四氯化鈦和氯化鎂屬于化合物，該反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)與另一種化合物，屬于置換反應(yīng)，故填：置換反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題以框圖推斷的形式結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)和元素化合物的相關(guān)知識(shí)考查學(xué)生的閱讀、分析、提取信息解決問(wèn)題的能力，主要是化學(xué)工藝流程，題目難度較大，做題時(shí)注意從物質(zhì)的性質(zhì)角度結(jié)合題中信息解答．