题目内容

【题目】制造航空母舰使用大量合金材料(如铁合金、铜合金和钛合金等).请回答下列问题:

(1)请设计简单实验验证铁的金属活动性比铜强(写出主要步骤和现象即可).

(2)钛(Ti)因其硬度大、熔点高,常温下与酸和碱都不发生反应、有很强的耐腐蚀性等优良性能而被认为是本世纪的重要金属材料.由钛铁矿(主要成分是FeO和TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如图所示:

①步骤Ⅱ中,TiO2、炭粉混合物在高温条件下通入氯气(Cl2)制得TiCl4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为

②步骤Ⅲ的反应需在氩气环境中进行,理由是 .所得金属钛中含有少量的金属镁.若要除去金属钛中的少量镁,可加入的试剂是 (填试剂名称).充分反应后,再通过 (填操作名称)、洗涤、干燥即可.

【答案】(1)将光亮铁钉放入少量硫酸铜的溶液中,铁钉表面有红色物质析出;(2)①TiO2+C+2Cl2TiCl4+2CO; ②防止钛或镁氧化;稀盐酸;过滤.

【解析】(1)根据金属活动性顺序可知铜排在了铁的后面,所以金属活动性比铁弱;将铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面覆盖一层红色物质,说明铁能把铜置换出来,所以铁排在了铜的前面;

(2)①TiO2、炭粉混合物在高温条件下通入氯气(Cl2)制得TiCl4和一种可燃性气体,可燃性气体含有碳和氧元素,故为一氧化碳;

②氩气化学性质稳定,能防止钛或镁氧化;镁与酸反应,钛不能与酸反应除去金属钛中的镁时,加入足量的稀盐酸或稀硫酸,反应完毕,过滤就可以除去镁,洗涤、干燥,得到纯钛金属.

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