Question

單質鈦的機械強度高，抗蝕能力強，有“未來金屬”之稱。工業上常用硫酸分解鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃，其中鐵為+2價）的方法來制取TiO₂，再由TiO₂制金屬鈦，主要反應有：

A.FeTiO₃+3H₂SO₄Ti(SO₄)₂+FeSO₄+3H₂O

B.Ti(SO₄)₂+3H₂OH₂TiO₃↓+2H₂SO₄

C.H₂TiO₃TiO₂+H₂O

D.TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO

E.TiCl₄+2Mg2MgCl₂+Ti

(1)上述反應中，屬氧化還原反應的有              。

（2）指出氧化還原反應中的氧化劑、還原劑，標出電子轉移方向和數目。

（3）反應E說明了金屬鎂還原性比金屬鈦                         （填“強”或“弱”）。

（4）若將反應①的廢液直接對外排放，會使周圍環境水體中的水生動物死亡，這除了因為水體中酸性過強及含有重金屬離子外，還可能的原因是                               。

Answer 1

（1）DE

（2）反應D中氧化劑為Cl₂，還原劑為碳，           ；反應E中氧化劑為TiCl₄，還原劑為Mg,                 

 (3)強

（4）廢水中的Fe²⁺與O₂反應生成Fe³⁺，消耗了水中溶解的氧，使水生動物缺氧死亡

解析:

根據反應中有無元素化合價變化知A、B、C為非氧化還原反應；反應D中鈦價態未變，氯價態降低，Cl₂作氧化劑，碳作還原劑；反應E中鈦價態降低，TiCl₄作氧化劑，Mg作還原劑；根據還原性強的物質可還原出還原性弱的物質的規律知鎂還原性比鈦強，水中的Fe²⁺有還原性，會被水中的O₂氧化，從而使水生動物缺氧死亡。