Question

【題目】金屬鈦（Ti）因具有許多神奇的性能而越來越引起人們的關注，被譽為“未來金屬“。常溫下鈦不和非金屬、強酸反應，加熱至紅熱時，能與常見的非金屬反應。工業上由鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3）制取金屬鈦的主要工藝過程如圖：

（1）反應前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的原因是_____。

（2）TiO2與C、Cl2在高溫下反應，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，其化學式為_____。

（3）寫出步驟③中（Ar起保護氣作用）在高溫時生成金屬鈦的化學反應方程式_____，該反應的基本類型為_____。

（4）今年來，工業上用電解熔融的TiO2來制取金屬鈦獲得成功，從能量的角度分析，工業利用該方法制備金屬Ti的缺點是_____。

（5）如何從反應③后的固體中獲得金屬鈦：_____。

Answer 1

【答案】為了增大反應物之間的接觸面積，使反應更充分 CO TiCl4+2MgTi+2MgCl2 置換反應 需要消耗大量的電能 向固體中加入足量鹽酸(或稀硫酸)，充分反應后過濾，洗滌，干燥

【解析】

四氯化鈦和鎂高溫生成鈦和氯化鎂，二氧化鈦和碳和氯氣高溫生成四氯化鈦和一氧化碳，鎂和稀鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣。

（1）反應前將鈦酸亞鐵和焦炭磨成粉末狀的原因是為了增大反應物之間的接觸面積，使反應更充分。

（2）TiO2與C、Cl2在高溫下反應，生成TiCl4和一種有毒氣體，該氣體是一種氧化物，則氧化物是一氧化碳，故化學式為CO。

（3）步驟③中（Ar起保護氣作用）在高溫時生成金屬鈦的反應是四氯化鈦和鎂高溫生成鈦和氯化鎂，反應的化學反應方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2，反應符合一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物，故該反應的基本類型為置換反應。

（4）從能量的角度分析，工業利用該方法制備金屬Ti的缺點是需要消耗大量的電能。

（5）常溫下Ti不和非金屬、強酸反應，所得產物Ti中混有過量Mg，則除去鎂可利用稀鹽酸或稀硫酸，鎂能與鹽酸或稀硫酸反應，則可將鈦中的鎂除去，充分反應后過濾，洗滌，干燥獲得金屬鈦，故從反應③后的固體中獲得金屬鈦的方法是向固體中加入足量鹽酸(或稀硫酸)，充分反應后過濾，洗滌，干燥。