Question

以鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦，生產(chǎn)的工藝流程圖如下，其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O

回答下列問題：
（1）鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)屬于

非氧化還原反應(yīng)

（選填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”）；
（2）反應(yīng)TiCl₄+2Mg=2MgCl₂+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是

防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣（或氮?dú)狻⒍�氧化碳）作�?/div>

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分析：（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)發(fā)生變化進(jìn)行分析判斷；
（2）Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易被空氣中的O₂氧化，鎂和氮?dú)舛�氧化碳都反�?yīng)；
（3）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺；過濾后濾液中含有FeSO₄；由工藝流程圖及題中信息可知可回收利用的物質(zhì)是FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄；
（4）氯氣、二氧化鈦和焦炭在高溫下反應(yīng)，由工藝流程圖及題中信息可知生成物為四氯化鈦和一氧化碳，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)鈦原子守恒進(jìn)行解答；

解答：解：（1）鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO₃，其中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，鈦的化合價(jià)為+4價(jià)，鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)后，TiOSO₄中鈦的化合價(jià)為+4價(jià)，硫?yàn)?6價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，F(xiàn)eSO₄中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，無化合價(jià)的變化，是非氧化還原反應(yīng)，
故答案為：非氧化還原反應(yīng)；
（2）Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易被空氣中的O₂氧化，鎂和二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，鎂和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，所以反應(yīng)TiCl₄+2Mg=2MgCl₂+Ti需在Ar氣氛中進(jìn)行，
故答案為：防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣（或氮?dú)�、二氧化碳）作用�?br />（3）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺，所以物質(zhì)A是Fe；過濾后濾液中含有FeSO₄，結(jié)晶后可得到FeSO₄?7H₂O晶體，由工藝流程圖及題中信息可知上述制備TiO₂的過程中，所得到的副產(chǎn)物及可回收利用的物FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄，
故答案為：Fe；FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄；
（4）氯氣、二氧化鈦和焦炭在高溫下反應(yīng)，氯氣具有氧化性，碳具有還原性，由工藝流程圖及題中信息可知生成物為四氯化鈦和一氧化碳，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO，
故答案為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO；
（5）如果取鈦鐵礦At，生產(chǎn)出鈦Bt，根據(jù)鈦沒有損耗，所以生產(chǎn)出的鈦的質(zhì)量等于鈦鐵礦中鈦元素的質(zhì)量，所以鈦鐵礦中鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

B

A

×100%，
故答案為：

B

A

×100%；

點(diǎn)評：本題考查以鈦鐵礦為主要原料冶煉金屬鈦工藝流程，注意分析流程各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：058

中國西部地區(qū)自然資源豐富，在礦產(chǎn)資源中，鈦、銅、汞、鉛、鋅等30多種礦產(chǎn)儲量居全國第一，攀枝花的礬鈦鐵礦、云南的錫礦等在全國都占十分重要的地位．

(1)礬鈦鐵礦的主要成分可用化學(xué)式來表示，其中V顯正＋5價(jià)，Ti顯＋4價(jià)，F(xiàn)e顯＋價(jià)，則x的值是_______(用含a、b、c的代數(shù)式表示)．

(2)經(jīng)分離礬鈦鐵礦石最終可得、等物質(zhì)，試寫出，跟Al粉反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________．

(3)已知．某學(xué)生興趣小組設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置利用上述反應(yīng)以制得，裝置中尾氣處理部分如圖Ⅰ所示，瓶中應(yīng)加入_____________溶液，在導(dǎo)管口B處應(yīng)______________．

(4)裝置圖Ⅱ可用于收集下列氣體中的_________________(填字母)．

A．CO	B．HCl	C．
D．	E．	F．

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科目：高中化學(xué) 來源：物理教研室 題型：058

中國西部地區(qū)自然資源豐富，在礦產(chǎn)資源中，鈦、銅、汞、鉛、鋅等30多種礦產(chǎn)儲量居全國第一，攀枝花的礬鈦鐵礦、云南的錫礦等在全國都占十分重要的地位．

(1)礬鈦鐵礦的主要成分可用化學(xué)式來表示，其中V顯正＋5價(jià)，Ti顯＋4價(jià)，F(xiàn)e顯＋價(jià)，則x的值是_______(用含a、b、c的代數(shù)式表示)．

(2)經(jīng)分離礬鈦鐵礦石最終可得、等物質(zhì)，試寫出，跟Al粉反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________．

(3)已知．某學(xué)生興趣小組設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置利用上述反應(yīng)以制得，裝置中尾氣處理部分如圖Ⅰ所示，瓶中應(yīng)加入_____________溶液，在導(dǎo)管口B處應(yīng)______________．

(4)裝置圖Ⅱ可用于收集下列氣體中的_________________(填字母)．

A．CO	B．HCl	C．
D．	E．	F．

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Answer 1

分析：（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)發(fā)生變化進(jìn)行分析判斷；
（2）Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易被空氣中的O₂氧化，鎂和氮?dú)舛�氧化碳都反�?yīng)；
（3）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺；過濾后濾液中含有FeSO₄；由工藝流程圖及題中信息可知可回收利用的物質(zhì)是FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄；
（4）氯氣、二氧化鈦和焦炭在高溫下反應(yīng)，由工藝流程圖及題中信息可知生成物為四氯化鈦和一氧化碳，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)鈦原子守恒進(jìn)行解答；

解答：解：（1）鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO₃，其中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，鈦的化合價(jià)為+4價(jià)，鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)后，TiOSO₄中鈦的化合價(jià)為+4價(jià)，硫?yàn)?6價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，F(xiàn)eSO₄中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，無化合價(jià)的變化，是非氧化還原反應(yīng)，
故答案為：非氧化還原反應(yīng)；
（2）Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易被空氣中的O₂氧化，鎂和二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，鎂和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，所以反應(yīng)TiCl₄+2Mg=2MgCl₂+Ti需在Ar氣氛中進(jìn)行，
故答案為：防止高溫下Mg和Ti與空氣中的氧氣（或氮?dú)�、二氧化碳）作用�?br />（3）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺，加入鐵粉可將Fe³⁺還原成Fe²⁺，所以物質(zhì)A是Fe；過濾后濾液中含有FeSO₄，結(jié)晶后可得到FeSO₄?7H₂O晶體，由工藝流程圖及題中信息可知上述制備TiO₂的過程中，所得到的副產(chǎn)物及可回收利用的物FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄，
故答案為：Fe；FeSO₄?7H₂O、Fe、H₂SO₄；
（4）氯氣、二氧化鈦和焦炭在高溫下反應(yīng)，氯氣具有氧化性，碳具有還原性，由工藝流程圖及題中信息可知生成物為四氯化鈦和一氧化碳，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO，
故答案為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO；
（5）如果取鈦鐵礦At，生產(chǎn)出鈦Bt，根據(jù)鈦沒有損耗，所以生產(chǎn)出的鈦的質(zhì)量等于鈦鐵礦中鈦元素的質(zhì)量，所以鈦鐵礦中鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

B

A

×100%，
故答案為：

B

A

×100%；

點(diǎn)評：本題考查以鈦鐵礦為主要原料冶煉金屬鈦工藝流程，注意分析流程各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．