Question

鈦有強(qiáng)度高和質(zhì)地輕的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造業(yè)等。工業(yè)上利用鈦鐵礦，其主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO3）制備鈦金屬，工業(yè)流程如下： 已知：Ti與TiO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于稀硫酸、稀鹽酸等。

（1）請(qǐng)寫(xiě)出FeTiO3與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式：?????????????????????????????? ????? ????? 。

（2）請(qǐng)寫(xiě)出“熔融氧化”的化學(xué)方程式：???????????????????????????????????????? ?????? ???? 。

（3）電解氯化鎂的陰極反應(yīng)式為：???????????????????????????????????????????????? ，可循環(huán)利用的物質(zhì)為：?????????????????????????????? （填化學(xué)式）。

（4）熱還原法中能否改用鈉代替鎂作還原劑：???? （填“能”或“不能”）；原因?yàn)椋?/span>?????? ????????????????????????????????????? ? ?????????????????? 。

（5）用此方法制備得到的Ti金屬�；煊�MgCl2和Mg，除雜試劑是????????? （填化學(xué)式）。

 

Answer 1

【答案】

（1）FeTiO3+2H+ Fe2++TiO2+H2O?? （3分）

（2）TiO2+ 2C+ 2Cl2 TiCl4+ 2CO? （3分）

（3）Mg2+ + 2e- = Mg （3分）?? Cl2和Mg? （2分）

（4）能；（1分）鈉的還原性比鎂強(qiáng)（1分）

（5）HCl（2分）（填寫(xiě)H2SO4、HNO3均可）

【解析】

試題分析：由已知條件可知，金屬Ti是難溶于稀硫酸和稀鹽酸的物質(zhì)，而雜質(zhì)MgCl2和Mg都是易溶于酸的，所以要除去雜質(zhì)，可以加入稀鹽酸或稀硫酸等試劑。

（1）根據(jù)流程圖示，鈦鐵礦中加入鹽酸酸浸后，得到了濾液氯化亞鐵和濾渣TiO2，所以根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物可以寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式為：FeTiO3+2H+ Fe2++TiO2+H2O。

（2）熔融氧化過(guò)程中參與反應(yīng)的物質(zhì)已知的有TiO2和C，從產(chǎn)物來(lái)看C作了還原劑被氧化成了CO，但是TiO2生成TiCl4，Ti的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，且多出了Cl離子，所以由此可以猜測(cè)還有一種氧化劑參與了反應(yīng)，而氧化劑就是氯氣，所以根據(jù)所推反應(yīng)物和生成物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO2+ 2C+ 2Cl2 TiCl4+ 2CO。

（3）電解氯化鎂可以制備金屬鎂，所以陰極發(fā)生的反應(yīng)式為Mg2+ + 2e- = Mg，而陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電解產(chǎn)生的金屬鎂、氯氣可以分別在熱還原步驟和熔融氧化步驟中加以循環(huán)利用。

（4）熱還原是在高溫的條件下用活潑金屬還原制備較不活潑金屬的過(guò)程，金屬鈉比金屬鎂更加活潑，所以也可以用金屬鈉代替金屬鎂做還原劑。

考點(diǎn)：本題考查的是比較基礎(chǔ)的化學(xué)工藝流程題。