Question

金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

工业上用钛铁矿（主要成分FeTiO₃）制备金属钛的一种工艺流程如下图（部分产物略去）：

（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO₃ + 6C + 7Cl₂2FeCl₃ + 2TiCl₄ + 6CO，还 原剂是　　   　  　，每生成1mol TiCl₄转移              mol电子。

（2）步骤②分离出TiCl₄的方法，利用了TiCl₄与FeCl₃　 　　　    的不同。

（3）步骤④反应的化学方程式为______________            __________，该反应在氩气中进行的理由是_________                _____________________。

（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中，可用于循环的物质除Cl₂、Mg外，还有___。

 

Answer 1

【答案】

（1）FeTiO₃、C，      7     （2）沸点

（3）2Mg + TiCl₄2MgCl₂ + Ti；  防止Mg、Ti被氧化 （4）MgCl₂

【解析】

试题分析：（1）根据反应的方程式可知，碳元素的化合价和FeTiO₃中Fe的化合价也是升高到的，所以还原剂是FeTiO₃、C。氯气是氧化剂，得到2个电子，所以根据方程式可知每生成1mol TiCl₄转移7mol电子。

（2）TiCl₄与FeCl₃的沸点不同，所以步骤②分离出TiCl₄可以用蒸馏的方法进行分离。

（3）镁和四氯化钛在高温的条件下生成氯化镁和金属钛，则反应的化学方程式是2Mg + TiCl₄2MgCl₂ + Ti；氩气化学性质稳定，可以防止Mg、Ti被氧化；

（4）绿色化学提倡物料循环，在以上流程中，可用于循环的物质除Cl₂、Mg以外，还有氯化镁等。

考点：考查物质制备的有关判断、氧化还原反应的配平和计算以及绿色化学等

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。该题需要明确的是物质的制备有一下几种类型：一种是只能用题目给出的原料来制取；一种是自己选取原料来制备新物质；还有的是给你一部分药品，其它自选等。本题用题目给出的原料来制取，因此结合物质的性质，灵活应用，答案就会迎刃而解。