Question

9．人类的生产生活离不开金属．
（1）金属钛（Ti）的合金具有密度小，熔点高、可塑性好，抗腐蚀性强等性能，钛合金与人体有很好的“相容性”．工业上冶炼金属钛的过程是以钛矿石（主要成分为钛酸亚铁，化学式为FeTiO₃）、焦炭、氯气为原料，在高温条件下制取TiCl₄，其反应的化学方程式为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2TiCl₄+2X+6CO．然后用镁与TiCl₄，在高温条件下反应生成金属钛和氯化镁．请根据以上信息回答下列问题：
①FeTiO₃中钛元素的化合价为+4．
②制取TiCl₄的反应中，X的化学式为FeCl₃．
③镁与TiCl₄反应的基本类型为置换反应．
④下列关于钛合金用途的说法不正确的是A．
A．做保险丝     B．用于航空、航天工业
C．制人造骨     D．用于船舶、核潜艇的制造
（2）某小组用图1所示装置对铁生锈的条件进行探究．一段时间后发现A中铁钉表面生锈，B中铁钉依然光亮，对比A、B现象说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度．
（3）在金属活动顺序表中，金属位置越靠前，越容易失去电子．Ca、Mg、K三种金属失电子能力由强到弱的顺序是K Ca Mg，如图2是三种原子的结构示意图，据此推测金属失电子能力的强弱除与元素原子最外层电子数有关外，还可能与元素原子核外电子层数有关．

（4）将炉甘石（ZnCO₃）、赤铜（Cu₂O）和木炭粉混合后加热到约800℃，得到一种锌和铜的合金--黄铜，外观似黄金但质地坚硬．（提示：ZnCO₃受热会分解，生成两种氧化物．）
①写出赤铜和木炭粉反应的化学方程式C+2Cu₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO₂↑．
②有不法商人用黄铜冒充黄金，制假销售，下列鉴别真假黄金的方法不正确的是BD．
A．灼烧    B．看外观    C．滴加稀盐酸    D．滴加硫酸铝溶液．

Answer 1

分析 根据化合价规则、化学反应类型的特点、金属的性质、铁生锈的条件、金属活动性以及化学方程式的书写方法进行分析解答即可．

解答 解：（1）①钛酸亚铁的化学式为FeTiO₃，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，因化合物中元素化合价的代数和为0，设钛的化合价为x，则（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4．故答案为：+4；
②观察该反应2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2TiCl₄+2X+6CO，可知反应前铁原子是2个，钛原子是2个，氧原子是6个，碳原子是6个，氯原子是14个；反应后除2X外，钛原子是2个，氯原子是8个，碳原子是6个，氧原子是6个，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，2X中应有6个氯原子和2个铁原子，因此X的化学式为FeCl₃；
故答案为：FeCl₃；
③根据题中信息，镁与TiCl₄在高温条件下反应生成金属钛和氯化镁，该反应的化学方程式为TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂；是由一种单质与一种化合物反应生成新的单质与新的化合物，属于置换反应；故填：置换反应； 
④钛合金的熔点高，不能用于制保险丝，故填：A；
（2）铁生锈的快慢与氧气的浓度有关，故填：氧气的浓度；     
（3）Ca、Mg、K三种金属的活动强弱为K＞Ca＞Mg，故失电子能力由强到弱的顺序是K Ca Mg；根据图示可以看出，原子失电子的能力还与元素原子核外电子层数有关，故填：K Ca Mg，元素原子核外电子层数；
（4）①碳能与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳，故填：C+2Cu₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO₂↑；
②A．灼烧时假黄金中的铜能与氧气反应生成黑色的氧化铜，可以鉴别；
B．看外观颜色一样，无法鉴别；
C．滴加稀盐酸假黄金中的锌能与盐酸反应生成氢气，可以鉴别；
D．滴加硫酸铝溶液不会反应，不能鉴别．
故填：BD．

点评 本题考查的是有关金属的性质，完成此题，可以依据已有的知识进行．