Question

鈦有強度高和質(zhì)地輕的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于飛機制造業(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）請寫出FeTiO₃與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（2）請寫出“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”）；原因為：

 

．
（5）用此方法制備得到的Ti金屬�；煊蠱gCl₂和Mg，除雜試劑是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO₃），根據(jù)流程可知，鈦酸亞鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成了氯化亞鐵和二氧化鈦；
（2）二氧化鈦與碳、氯氣在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化鈦，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）電解熔融氯化鎂，陰極鎂離子得到電子生成金屬鎂；電解氯化鎂生成的氯氣和鎂可以循環(huán)利用；
（4）根據(jù)鈉與金屬鎂的還原性強弱進行解答；
（5）根據(jù)金屬鈦不溶于稀硫酸、稀鹽酸選用除雜試劑．

解答： 解：（1）根據(jù)工藝流程可知，F(xiàn)eTiO₃與稀鹽酸反應(yīng)生成了氯化亞鐵和二氧化鈦，反應(yīng)的離子方程式為：FeTiO₃+2H⁺

120℃  .

Fe²⁺+TiO₂+H₂O，
故答案為：FeTiO₃+2H⁺

120℃  .

Fe²⁺+TiO₂+H₂O；
（2）二氧化鈦的“熔融氧化”為：二氧化鈦與碳、氯氣在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化鈦，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂

1300℃-1500℃  .

TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2C+2Cl₂

1300℃-1500℃  .

TiCl₄+2CO；
（3）電解熔融的氯化鎂，陰極鎂離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬鎂，電極反應(yīng)式為：Mg²⁺+2e^-=Mg；電解熔融氯化鎂生成金屬鎂和氯氣，根據(jù)流程可知，金屬鎂和氯氣都可以循環(huán)利用，
故答案為：Mg²⁺+2e^-=Mg； Cl₂和Mg；
（4）由于鈉的還原性強于鎂，所以熱還原法中可以改用鈉代替鎂作還原劑，
故答案為：能；鈉的還原性比鎂強；
（5）金屬鈦不溶于稀鹽酸、稀硫酸，而雜質(zhì)鎂能夠與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，故可以使用稀鹽酸或稀硫酸為除雜試劑，除去鈦中混有的雜質(zhì)鎂，
故答案為：HCl（填寫H₂SO₄、HNO₃均可）．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，注意掌握常見物質(zhì)的分離與提純方法，明確生成流程為解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．