题目内容
【题目】金属钛广泛用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，同时含有少量的Fe2O3、FeO等）制取钛并获得副产品Fe2O3的主要工艺流程如图所示：
（查阅资料）钛、镁在高温下易与空气中的氧气、二氧化碳等反应。请回答下列问题：
（1）构成金属钛的微粒是_____（填“分子”“原子”或“离子”），H2TiO3中钛元素的化合价为_____；
（2）写出工艺流程中生成硫酸铁的化学方程式_____。
（3）工艺流程中，“水解”属于_____变化（填“化学”或“物理”）。
（4）工业上常在高温和氩气氛围中，用金属镁和TiCl4反应的方法制备Ti，氩气的作用是_____；若反应前钛铁矿中FeTiO3的质量为1.52t，则理论上可以制取Ti的质量为_____t。
（5）已知将FeSO4隔绝空气加强热，可获得Fe2O3，同时产生SO2和SO3.为了降低SO2的产率，提高SO3的产率，某实验小组进行了系列探究，实验数据如下：
编号 | 空气通入量/Ls1 | 温度/℃ | SO2产率/％ | SO3产率/％ |
a | 0.02 | 850 | 45.4 | 54.6 |
b | 0.06 | 850 | 30.5 | 69.5 |
c | 0.10 | 810 | 11.1 | 88.9 |
d | 0.10 | 850 | 11.1 | 88.9 |
e | 0.10 | 890 | 11.2 | 88.8 |
①本实验主要研究了哪些因素对SO3产率的影响_____。
②根据上表数据，生产过程中采用实验_____（填编号）的提取条件最合理。
【答案】原子 +4 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O 化学 做保护气，防止钛、镁在高温下与空气中的O2、CO2等反应 0.48 空气通入量，温度 c
【解析】
（1）金属是原子直接构成的，所以构成金属钛的微粒是原子。H2TiO3中氢元素为+1价，而氧元素为-2价，设钛元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价的代数和为零可得，1×2+x+(-2×3)=0，解得x=+4，故钛元素的化合价为+4价；
（2）钛铁矿中的氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；
（3）工艺流程中，水解过程中生成了新物质，发生的属于化学变化；
（4）氩气是一种稀有气体，化学性质稳定，该反应在氩气的环境中进行就是利用了其化学性质稳定，起保护作用，防止了钛、镁在高温时被氧化；根据反应流程可知FeTiO3和Ti有以下反应关系：
则理论上可以制取Ti的质量为0.48t。
（5）通过分析表中的数据可知，
①本实验主要研究了对SO3产率的影响因素是：空气通入量、温度；
②根据上表数据，采用实验c，温度较低，消耗能量较少，且同时满足降低SO2的产率，提高SO3的产率，提取条件最合理；
阅读快车系列答案【题目】设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的的是
编号 | ① | ② | ③ | ④ |
实验设计 |
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实验目的 | 探究同种物质在不同溶剂中的溶解性 | 探究可燃物燃烧的条件 | 探究铁生锈的条件 | 探究CO2与NaOH溶液能否发生反应 |
A.AB.BC.CD.D
