Question

【题目】钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，他们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好等。以钛铁矿（主要成分为FeTiO3，同时含有少量的Fe2O3、FeO等为原料制TiO2，再由TiO2制金属Ti的工艺流程如下：

查阅资料：钛、镁在高温下能与空气中的氧气、二氧化碳等反应。

（1）硫酸氧钛（TiOSO4）中钛元素的化合价为_____。

（2）工艺流程中，水解属于_____变化（选填“物理”或“化学”）。

（3）工业上常在高温和氩气氛围中用TiCl4来制备金属Ti，其反应方程式为_____。其中氩气的作用是_____。

（4）TiO2 与焦炭、氯气在高温下反应制取TiCl4，该反应中氯气和碳的质量按71∶12 的比例恰好完全反应，反应的化学方程为_____。

Answer 1

【答案】+4 化学 做保护气，防止镁和钛在高温下与氧气、二氧化碳反应

【解析】

（1）根据化合物中元素化合价的代数和为0，氧元素显-2价，硫酸根显-2价，设Ti元素的化合价为x，x+(-2)+(-2)=0，解得x=+4，故硫酸氧钛（TiOSO4）中钛元素的化合价为：+4。

（2）该工艺流程中，水解时TiOSO4变为H2TiO3，生成了新物质，属于化学变化。

（3）从流程中可知，在高温和氩气氛围中用Mg和TiCl4反应来制备金属Ti，其反应方程式为：。因为钛、镁在高温下能与空气中的氧气、二氧化碳等反应，在氩气进行该反应，钛、镁就不会和空气中的氧气、二氧化碳等接触反应，所以反应中氩气的作用是：做保护气，防止镁和钛在高温下与氧气、二氧化碳反应。

（4）TiO2 与焦炭、氯气在高温下反应制取TiCl4，根据该反应中氯气和碳的质量按71∶12 的比例恰好完全反应，计算出反应中氯气和碳的粒子个数比为1∶1，根据TiCl4的化学式，可以推出Cl2前的化学计量数是2，则C前的化学计量数也是2，因此生成物中碳、氧原子个数都是2，从而推出生成物是TiCl4和CO，反应的化学方程为：。