Question

1．金属（Ti）具有熔点高、密度小、抗腐蚀，易于加工等优良性能，被誉为“未来的金属”．工业上以钛酸铁（FeTiO₃）等原料经过一系列反应制备纳米二氧化钛和钛．主要生产过程如下：（其他产物已略去）

（1）反应①生成两种氯化物和一种有毒的氧化物气体，该气体的化学式是CO
（2）反应②的化学方程式是TiCl₄+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂TiO₃+4HCl
（3）纳米二氧化钛中钛元素的化合价为+4价．
（4）反应①②③④中属于置换反应的是④（填序号）．

Answer 1

分析 （1）根据题意，反应①是钛酸铁（FeTiO₃）与C、Cl₂反应，生成两种氯化物和一种有毒的氧化物气体，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，进行分析解答．
（2）反应②是TiCl₄与水加热生成H₂TiO₃，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，同时生成盐酸，写出反应的化学方程式即可．
（3）根据在化合物中正负化合价代数和为零，进行分析解答．
（4）置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，进行分析解答．

解答 解：（1）反应①是钛酸铁（FeTiO₃）与C、Cl₂反应，生成两种氯化物和一种有毒的氧化物气体，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，该气体是一氧化碳，其化学式是CO．
（2）反应②是TiCl₄与水加热生成H₂TiO₃，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，同时生成盐酸，反应的化学方程式为：TiCl₄+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂TiO₃+4HCl．
（3）氧元素显-2价，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（-2）×2=0，则x=+4价．
（4）①②③④中④是镁与TiCl₄反应生成钛和氯化镁，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应．
故答案为：（1）CO；（2）TiCl₄+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂TiO₃+4HCl；（3）+4；（4）④．

点评 本题难度不大，理解工业上制备纳米二氧化钛和钛的流程图，掌握质量守恒定律、化学方程式的书写方法、化合价的原则、置换反应的特征等是正确解答本题的关键．