题目内容

月球表面富含钛铁矿,钛因其硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。我国四川省有大型钒钛磁铁矿,由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下:

① 钛铁矿的主要成分是FeTiO3(钛酸亚铁),其中钛的化合价为        价。
②TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti的化学方程式                ,该反应属于            (填基本反应类型)。
③ 上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属杂质,若在实验室提纯上述金属钛,可将其先加入            (填试剂名称)中,再                (填操作名称)。
①  +4价
②   TiCl4+2MgTi+2MgCl2   ,   置换反应        。
③   稀盐酸(稀硫酸)         ,      过滤(过滤、洗涤、干燥) 。

试题分析:①根据化合价的原则,“在化合物中,正负化合价的代数和为零”,已知亚铁的化合价为+2价,O的化合价为-2价,设FeTiO3中Ti元素的化合价为x,则有(+2)+x+(-2)×3=0,解得x=+4价。
②根据题意,TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti,根据质量守恒定律(化学变化中元素种类不变)可知,生成物中还应有氯化镁,故该反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2;该反应是一种单质与一种化合物反应,生成一种新的单质和一种新的化合物,故属于置换反应。
③根据上述生产过程中的操作分析,由于反应中使用了足量的镁,故可判断得到的金属钛中混有的少量金属杂质是镁;根据题意,钛不能与酸反应,而镁是H前活泼金属,能与酸反应,故要除去镁,可加入稀酸,然后过滤、洗涤、干燥即可。
点评:本题是在新的问题情境下,对化学基础知识的考查,要求学生除了要熟练掌握相关基础知识外,还要能在新的问题情境下对知识进行迁移运用,这就要求学生在日常的学习中要注重理论联系实际。
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