Question

制造航空母舰使用大量合金材料（如铁合金、铜合金和钛合金等）．请回答下列问题：
（1）请设计简单实验验证铁的金属活动性比铜强（写出主要步骤和现象即可）．

 

．
（2）钛（Ti）因其硬度大、熔点高，常温下与酸和碱都不发生反应、有很强的耐腐蚀性等优良性能而被认为是本世纪的重要金属材料．由钛铁矿（主要成分是FeO和TiO₂）提取金属钛的主要工艺流程如图所示：

①步骤Ⅱ中，TiO₂、炭粉混合物在高温条件下通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为

 

．
②步骤Ⅲ的反应需在氩气环境中进行，理由是

 

．所得金属钛中含有少量的金属镁．若要除去金属钛中的少量镁，可加入的试剂是

 

（填试剂名称）．充分反应后，再通过

 

（填操作名称）、洗涤、干燥即可．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,过滤的原理、方法及其应用,金属活动性顺序及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）根据金属活动性顺序考虑，设计实验时要根据金属与盐反应说明金属排在该盐溶液中金属元素前面；
（2）①根据TiO₂、炭粉混合物在高温条件下通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体和质量守恒定律分析书写；
②根据氩气化学性质稳定；镁与酸反应，钛不能与酸反应，再通过过滤进行分离即可．

解答：解：（1）根据金属活动性顺序可知铜排在了铁的后面，所以金属活动性比铁弱；将铁钉放入硫酸铜溶液中，铁钉表面覆盖一层红色物质，说明铁能把铜置换出来，所以铁排在了铜的前面；
（2）①TiO₂、炭粉混合物在高温条件下通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体，可燃性气体含有碳和氧元素，故为一氧化碳；
②氩气化学性质稳定，能防止钛或镁氧化；镁与酸反应，钛不能与酸反应除去金属钛中的镁时，加入足量的稀盐酸或稀硫酸，反应完毕，过滤就可以除去镁，洗涤、干燥，得到纯钛金属．
故答案为：（1）将光亮铁钉放入少量硫酸铜的溶液中，铁钉表面有红色物质析出；（2）①TiO₂+C+2Cl₂

高温  .

TiCl₄+2CO； ②防止钛或镁氧化；稀盐酸；过滤．

点评：解答本题关键是要熟悉金属活动性顺序，并能灵活运用解决实际问题，知道化学方程式的书写方法和注意事项．