Question

9．钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如图所示：
（1）上述流程中混合液中加人过量的铁粉的作用是防止Fe²⁺氧化为Fe³⁺；消耗多余硫酸；
（2）操作a的名称为过滤，此过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）步骤①中灼烧H₂TiO₃的反应与H₂CO₃的分解类似，请写出步骤①反应的化学方程式H₂TiO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H₂O+TiO₂；
（4）步骤②除生成TiCl₄外，还生成一种有毒的气体，该气体是一种氧化物，其化学式为CO；
（5）步骤③中TiCl₄与Mg在一定条件下反应生成Ti和MgCl₂，其反应类型是置换反应．

Answer 1

分析 （1）根据铁的化学性质来分析；
（2）根据分离混合物的方法来分析；
（3）根据碳酸分解的方程式来分析；
（4）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO₂转化成TiCl₄的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳；
（5）根据反应类型的判断方法来分析．

解答 解：（1）铁粉的作用结合Fe²⁺易被氧化，同时题干通过操作1可以得到副产物为纯净物可知铁粉是防止Fe²⁺被氧化，结合TiO²⁺水解显酸性可知，过量硫酸需除去有利于水解正向进行；故答案为：防止Fe²⁺氧化为Fe³⁺；消耗多余硫酸；
（2）操作a是用来分离固体与液体的方法，是过滤，需要用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台等；故填：过滤；玻璃棒；
（3）由碳酸分解的方程式可知，H₂TiO₃的分解生成水和二氧化钛，故填：H₂TiO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H₂O+TiO₂；
（4）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO₂转化成TiCl₄的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl₄和一氧化碳；故填：CO；
（5）该反应中的镁和钛属于单质，四氯化钛和氯化镁属于化合物，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应，故填：置换反应．

点评 本题以框图推断的形式结合化学实验和元素化合物的相关知识考查学生的阅读、分析、提取信息解决问题的能力，主要是化学工艺流程，题目难度较大，做题时注意从物质的性质角度结合题中信息解答．