题目内容
钛有强度高和质地轻的优点,广泛应用于飞机制造业等.工业上利用钛铁矿,其主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)制备钛金属,工业流程如下:
已知:Ti与TiO2化学性质稳定,不溶于稀硫酸、稀盐酸等.
(1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式: .
(2)请写出“熔融氧化”的化学方程式: .
(3)电解氯化镁的阴极反应式为: ,可循环利用的物质为: (填化学式).
(4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂: (填“能”或“不能”);原因为: .
(5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg,除杂试剂是 (填化学式).
已知:Ti与TiO2化学性质稳定,不溶于稀硫酸、稀盐酸等.
(1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式:
(2)请写出“熔融氧化”的化学方程式:
(3)电解氯化镁的阴极反应式为:
(4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂:
(5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg,除杂试剂是
考点:物质的分离、提纯的基本方法选择与应用
专题:实验设计题
分析:(1)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),根据流程可知,钛酸亚铁与稀盐酸反应生成了氯化亚铁和二氧化钛;
(2)二氧化钛与碳、氯气在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化钛,据此写出反应的化学方程式;
(3)电解熔融氯化镁,阴极镁离子得到电子生成金属镁;电解氯化镁生成的氯气和镁可以循环利用;
(4)根据钠与金属镁的还原性强弱进行解答;
(5)根据金属钛不溶于稀硫酸、稀盐酸选用除杂试剂.
(2)二氧化钛与碳、氯气在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化钛,据此写出反应的化学方程式;
(3)电解熔融氯化镁,阴极镁离子得到电子生成金属镁;电解氯化镁生成的氯气和镁可以循环利用;
(4)根据钠与金属镁的还原性强弱进行解答;
(5)根据金属钛不溶于稀硫酸、稀盐酸选用除杂试剂.
解答:
解:(1)根据工艺流程可知,FeTiO3与稀盐酸反应生成了氯化亚铁和二氧化钛,反应的离子方程式为:FeTiO3+2H+
Fe2++TiO2+H2O,
故答案为:FeTiO3+2H+
Fe2++TiO2+H2O;
(2)二氧化钛的“熔融氧化”为:二氧化钛与碳、氯气在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化钛,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO,
故答案为:TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO;
(3)电解熔融的氯化镁,阴极镁离子得到电子发生还原反应生成金属镁,电极反应式为:Mg2++2e-=Mg;电解熔融氯化镁生成金属镁和氯气,根据流程可知,金属镁和氯气都可以循环利用,
故答案为:Mg2++2e-=Mg; Cl2和Mg;
(4)由于钠的还原性强于镁,所以热还原法中可以改用钠代替镁作还原剂,
故答案为:能;钠的还原性比镁强;
(5)金属钛不溶于稀盐酸、稀硫酸,而杂质镁能够与稀盐酸、稀硫酸反应,故可以使用稀盐酸或稀硫酸为除杂试剂,除去钛中混有的杂质镁,
故答案为:HCl(填写H2SO4、HNO3均可).
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故答案为:FeTiO3+2H+
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(2)二氧化钛的“熔融氧化”为:二氧化钛与碳、氯气在1300℃-1500℃熔融氧化生成一氧化碳和四氯化钛,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2
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故答案为:TiO2+2C+2Cl2
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(3)电解熔融的氯化镁,阴极镁离子得到电子发生还原反应生成金属镁,电极反应式为:Mg2++2e-=Mg;电解熔融氯化镁生成金属镁和氯气,根据流程可知,金属镁和氯气都可以循环利用,
故答案为:Mg2++2e-=Mg; Cl2和Mg;
(4)由于钠的还原性强于镁,所以热还原法中可以改用钠代替镁作还原剂,
故答案为:能;钠的还原性比镁强;
(5)金属钛不溶于稀盐酸、稀硫酸,而杂质镁能够与稀盐酸、稀硫酸反应,故可以使用稀盐酸或稀硫酸为除杂试剂,除去钛中混有的杂质镁,
故答案为:HCl(填写H2SO4、HNO3均可).
点评:本题考查了物质的分离与提纯、物质制备实验方案的设计,题目难度中等,注意掌握常见物质的分离与提纯方法,明确生成流程为解答本题的关键,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
练习册系列答案
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