题目内容
【题目】金属钛（Ti）因为常温下不与酸、碱反应等优良性能，被誉为“未来金属”。金属钛是航空、宇航、军工、电力等方面的必需原料。由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如图，请根据图示回答下列问题：
（1）钒钛磁铁矿的主要成分是FeTiO3（钛酸亚铁），其中钛的化合价为_______价。
（2）TiO2、炭粉混合在高温条件下通入氯气得TiCl4和一种可燃性气体，该步骤发生反应的化学方程式为：_________。
（3）在氩气的气氛下，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。
①此反应的化学方程式为：____________；
②此过程中，氩气的作用是__________；
③该步骤所得金属钛中通常混有少量的杂质是______， 提纯金属钛的主要实验步骤是：先向产物中加入足量的_________充分反应后，再进行_______（填操作名称）、洗涤、干燥得金属钛。有关反应的化学方程式为________。
【答案】+4 TiO2+2C+2Cl2
TiCl4 + 2CO↑ TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2 做保护气，防止金属被氧化 镁 稀硫酸（或稀盐酸） 过滤 Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
【解析】
（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，设钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素的化合价为x：可得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4；
（2）在高温时， TiO2与炭粉混合并通入氯气制得TiCl4和一种可燃气体，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，该气体是一氧化碳，反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO↑；
（3）①镁是活泼金属，在没有氧气、氮气存在的条件下可以还原TiCl4，反应的方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2；②此过程中，氩气的作用是保护气，防止金属被氧化；③因为镁过量，所以混有的少量杂质为镁，根据题意，钛不能与酸反应，而镁是氢前活泼金属，能与酸反应，故要除去镁，可加入足量稀硫酸，然后过滤、洗涤、干燥即可，反应方程式为Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑。
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