题目内容

16．金属钛（Ti）因具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，被誉为“未来金属”．常温下钛不和非金属、强酸反应，加热至红热时，能与常见的非金属反应．工业上由钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取金属钛的主要工艺过程如下：

（1）从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段，上述工艺中涉及的有矿石中金属元素的还原、金属的精炼；没有涉及的一个阶段是矿石的富集；生铁实际上属于铁、碳等元素形成的合金．若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体，请分别写出反应①、②的化学方程式：FeTiO3+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑、TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+2CO．
（2）生产中，碳除了作还原剂还原金属矿物外，另一个重要作用是作燃料，提供反应所需要的热能；反应③是在氩气的环境中进行，目的是防止钛、镁被空气氧化，如何从反应③后的固体中获得金属钛：向固体中加入足量盐酸（或稀硫酸），充分反应后过滤，洗涤，干燥．

分析 常温下钛不和非金属、强酸反应，钛铁矿（主要成分为FeTiO3）和碳在高温下发生氧化还原反应：FeTiO3+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑，生成的二氧化钛和焦炭、氯气反应：TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+2CO，过量的镁在加热条件下与TiCl4反应，2Mg+TiCl4$\frac{\underline{\;氩气\;}}{△}$2MgCl2+Ti制得金属钛．
（1）金属冶炼：将金属矿石中的金属从其化合物中还原出来，用于生产和制造各种金属材料，金属提炼一般要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步，合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质；反应①为钛铁矿（主要成分为FeTiO3）和碳在高温下发生氧化还原反应生成二氧化钛和一氧化碳，反应②为二氧化钛和焦炭、氯气反应生成四氯化钛、和一氧化碳；
（2）碳单质具有还原性，碳燃烧为放热反应，氩气为稀有气体，镁为活泼金属，在氩气的环境中进行反应③可防止钛、镁被空气氧化，常温下Ti不和非金属、强酸反应，而镁与稀盐酸反应，则利用盐酸处理后过滤来获得纯净金属钛．

解答 解：（1）金属冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来，根据金属提炼步骤分析，先要富集提高金属元素的含量，然后冶炼得到粗产品，再精炼，钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，化合物中元素化合价的代数和为0，所以钛的化合价为0-（+2）-（-2）×3=+4；经过FeTiO3+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑，TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+2CO，2Mg+TiCl4$\frac{\underline{\;氩气\;}}{△}$2MgCl2+Ti反应，钛从+4→0，被还原，生铁是铁的合金，生铁的主要成分是铁，还含有碳等物质，属于混合物，
故答案为：矿石中金属元素的还原；矿石的富集；碳；FeTiO3+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑；TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+2CO；
（2）碳单质具有还原性，碳燃烧为放热反应，能提供反应所需要的热能，常温下Ti不和非金属、强酸反应，所得产物Ti中混有过量Mg，则除去镁可利用稀盐酸（或稀硫酸），因镁能与盐酸（或稀硫酸）反应，则可将钛中的镁除去，化学方程式为：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑（或Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑），充分反应后过滤，洗涤，干燥获得金属钛，
故答案为：作燃料，提供反应所需要的热能；防止钛、镁被空气氧化；向固体中加入足量盐酸（或稀硫酸），充分反应后过滤，洗涤，干燥．

点评 本题利用信息来考查学生金属的冶炼，学生应注意利用习题中的信息把握好反应的条件、反应物、生成物等来完成化学反应方程式的书写，理清冶炼原理和反应步骤是解答关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．不能发生的反应是（　　）
A．水解反应B．氧化反应C．加成反应D．酯化反应
2．下列说法中，正确的是（　　）
A．从I2的CCl4溶液中得到CCl4，可用蒸馏法
B．从Na2CO3溶液中得到Na2CO3，可用过滤法
C．分离酒精和CCl4的混合物，可用分液法
D．分离NaCl和AgCl的混合物，可用萃取法
4．孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物．实验室以孔雀石为原料制备CuSO4•5H2O及CaCO3，步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+．从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为c（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂d（填代号）．
a．KMnO4       b．（NH4）2S        c．H2O2         d．KSCN
（2）由溶液C获得CuSO4•5H2O，需要经过加热蒸发、蒸发、冷却结晶、过滤、过滤等操作．除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是引流．
（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入）NH3（NH3•H2O）（填化学式）．
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应平视凹液面（或平视刻度线），直到凹液面的最低点与刻度线相切．用KMnO4标准溶液滴定时应选用酸式滴定管（填“酸式”或“碱式”）．
11．某研究小组测定某维C泡腾片（如图）中维生素C的含量．已知维生素C（C6H8O6）具有强还原性，在酸性溶液中发生反应：C6H8O6+I2═C6H6O6+2HI．
实验方案：
步骤1  将1片维C泡腾片投入盛有约50mL蒸馏水的烧杯中，待全部溶解后，配成100mL溶液．
步骤2  取10.00mL上述溶液于锥形瓶中，加入1mL0.10mol•L-1盐酸，再加入少量淀粉指示剂．用2.00×10-3mol•L-1碘水滴定，至滴定终点，读数得消耗碘水的体积．
回答下列问题：
（1）泡腾片投入水中即有大量气泡产生，原因是柠檬酸与碳酸氢钠反应产生CO2．
（2）步骤1中需要用到的有刻度线的仪器是100ml容量瓶．
（3）步骤2中可用于取出10.00mL上述溶液的仪器是移液管或酸式滴定管．若滴定开始和结束时，滴定管的液面如图2所示，则消耗碘水体积为25mL，据此计算每片维C泡腾片中含维生素C1.8mg．（保留小数点后1位）
（4）该实验方案还存在一些问题．
①可能的问题有：问题1 葡萄糖也可能与碘水反应．问题2维生素C被空气中的氧气氧化．
②为验证问题1，请设计实验方案向葡萄糖与少量碘水的混合体系中加入淀粉，观察溶液是否变蓝（不必写出具体操作）
1．下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是（　　）
A．
制备并检验氢气的可燃性		B．
除去CO2中的HCl
C．
测量O2的体积		D．
制备氢氧化亚铁并观察其颜色
8．关于铁生锈的说法正确的是（　　）
A．铁锈的主要成分是Fe（OH）3
B．铁锈蚀过程中只发生了氧化还原反应
C．铁锈蚀与环境湿度和铁件密封程度有关
D．铁件发生电化学腐蚀时的负极反应式为Fe-3e-═Fe3+
5．实验室用如图所示装置制取乙烯．

（1）①A装置中要放入碎瓷片的目的是防暴沸；②A装置中主要反映的化学方程式是CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O；
（2）仪器B中盛装的试剂是氢氧化钠溶液，目的除去乙烯中的二氧化硫、二氧化碳等杂质气体；
（3）若在导管口点燃乙烯，观察到的现象是乙烯在空气中燃烧，火焰比较明亮且伴有少量黑烟．
6．下列各组物质中，第一种是酸，第二种是混合物，第三种是碱的是（　　）
A．硫酸、CuSO4•5H2O、苛性钾B．硫酸、空气、纯碱
C．硝酸、食盐水、烧碱D．氧化铁、胆矾、熟石灰

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网