Question

【題目】金屬鈦（Ti）因具有許多神奇的性能而越來(lái)越引起人們的關(guān)注，被譽(yù)為“未來(lái)金屬“。常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，加熱至紅熱時(shí)，能與常見(jiàn)的非金屬反應(yīng)。工業(yè)上由鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3）制取金屬鈦的主要工藝過(guò)程如圖：

（1）反應(yīng)前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的原因是_____。

（2）TiO2與C、Cl2在高溫下反應(yīng)，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，其化學(xué)式為_____。

（3）寫(xiě)出步驟③中（Ar起保護(hù)氣作用）在高溫時(shí)生成金屬鈦的化學(xué)反應(yīng)方程式_____，該反應(yīng)的基本類(lèi)型為_____。

（4）今年來(lái)，工業(yè)上用電解熔融的TiO2來(lái)制取金屬鈦獲得成功，從能量的角度分析，工業(yè)利用該方法制備金屬Ti的缺點(diǎn)是_____。

（5）如何從反應(yīng)③后的固體中獲得金屬鈦：_____。

Answer 1

【答案】為了增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分 CO TiCl4+2MgTi+2MgCl2 置換反應(yīng) 需要消耗大量的電能 向固體中加入足量鹽酸(或稀硫酸)，充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，干燥

【解析】

四氯化鈦和鎂高溫生成鈦和氯化鎂，二氧化鈦和碳和氯氣高溫生成四氯化鈦和一氧化碳，鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣。

（1）反應(yīng)前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的原因是為了增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分。

（2）TiO2與C、Cl2在高溫下反應(yīng)，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，則氧化物是一氧化碳，故化學(xué)式為CO。

（3）步驟③中（Ar起保護(hù)氣作用）在高溫時(shí)生成金屬鈦的反應(yīng)是四氯化鈦和鎂高溫生成鈦和氯化鎂，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2，反應(yīng)符合一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，故該反應(yīng)的基本類(lèi)型為置換反應(yīng)。

（4）從能量的角度分析，工業(yè)利用該方法制備金屬Ti的缺點(diǎn)是需要消耗大量的電能。

（5）常溫下Ti不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，所得產(chǎn)物Ti中混有過(guò)量Mg，則除去鎂可利用稀鹽酸或稀硫酸，鎂能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，則可將鈦中的鎂除去，充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，干燥獲得金屬鈦，故從反應(yīng)③后的固體中獲得金屬鈦的方法是向固體中加入足量鹽酸(或稀硫酸)，充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，干燥。