Question

金属钛（Ti）是航空、宇航、化工等方面的重要金属材料，被称为“21世纪的金属”．在工业上可用镁在高温下与TiCl₄反应制取金属钛，反应的化学方程式为TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．此反应说明金属钛的活动性比镁

 

 （填“强”或“弱”）；在TiCl₄中钛元素的化合价为

 

．
某探究小组的同学将铁粉和氧化铜粉末混合均匀后，放入试管中，隔绝空气，高温加热3～4min，冷却后，试管内有红色物质．
【提出问题】：试管内的红色物质可能是什么？
【进行猜想】：你认为可能是

 

．（任写一种猜想）
【实验方案】：根据下表要求，设计一个实验方案来作验证猜想．

实验步骤及操作方法	预期的实验现象	结论
取少量红色物质放入 试管中，   ．

【查阅资料】：铁粉和氧化铜在高温下可以发生置换反应．
【得出结论】：铁粉和氧化铜反应的化学方程式是

 

．

Answer 1

考点：金属的化学性质,有关元素化合价的计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：根据镁、钛的置换关系，判断两种金属的活动性强弱；利用化合价代数和为零，计算TiCl₄中Ti元素化合价．
已知“铁粉和氧化铜粉末混合均匀后，放入试管中，隔绝空气，高温加热3～4 min，冷却后，试管内有红色物质”，根据客观事实和质量守恒定律来猜想；红色物质是铜，或者还有生成的氧化铁；如果已知是置换反应的话，那就应该是铜和氧化铁的混合物；至于化学方程式，知道反应物和生成物，则2Fe+3CuO

隔绝空气 .

高温

Fe₂O₃+3Cu，注意反应的条件．

解答：解：镁能把四氯化钛中钛置换出来，说明镁的活动性比钛强；TiCl₄中Cl元素化合价为-1，设Ti化合价为x，则x+（-1）×4=0，解之得x=+4；故答案为：弱，+4．
由题意和质量守恒定律可知，红色物质是铜，或者还有生成的氧化铁；如果已知是置换反应的话，那就应该是铜和氧化铁的混合物；知道反应物和生成物，根据质量守恒定律，正确书写化学方程式：2Fe+3CuO

隔绝空气 .

高温

Fe₂O₃+3Cu．
故答案为：
弱，+4．
【进行猜想】氧化铁或铜；
【实验方案】：

实验步骤及操作方法	预期的实验现象	结论
取少量红色物质放入试管中，倒入少量盐酸，	无色溶液变为黄色	红色物质为氧化铁

【得出结论】：2Fe+3CuO

隔绝空气 .

高温

Fe₂O₃+3Cu．

点评：本题主要考查化学实验的方案设计与评价，了解进行猜想和事实验证的方法，掌握置换反应的特点和方法．