Question

【题目】金属钛（Ti）硬度大、熔点高、耐腐蚀，被誉为“未来金属”．由钛铁矿（主要成分为FeTiO3），经过一系列反应制备钛和纳米TiO2的主要生产过程如图：（反应的部分生成物已略去）
（1）钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素的化合价为价；
（2）反应②生成TiCl4和一种有毒的气体，该气体是一种氧化物，其化学式为；
（3）反应③属于置换反应，写出该反应的化学方程式：；
（4）生产过程中的反应可能是分解反应的是（填序号）；
（5）近年来，利用电解熔融TiO2的方法来制备金属钛获得成功．从能量的角度分析，工业上利用该方法制备钛的主要缺点是 ．

Answer 1

【答案】
（1）+4
（2）CO
（3）2Mg+TiCl4 ?2MgCl2+Ti
（4）⑤
（5）消耗大量的电能
【解析】解：（1）在化学FeTiO3中，因化合物中元素化合价的代数和为0，所以钛的化合价为0﹣（+2）﹣（﹣2）×3=+4；（2）由于TiO2、C和Cl2反应生成了TiCl4和一种有毒的气体，该气体是一种氧化物，由质量守恒定律可知，该物质含有碳元素和氧元素，应是一氧化碳，其化学式为：CO；（3）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti．根据质量守恒定律可知，还应有氯化镁，所以方程式是：2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti．（4）由反应的流程可知．H2TiO3煅烧生成了TiO2和水，属于分解反应．（5）电解熔融TiO2的方法来制备金属钛需要消耗大量的电能．这是工业上制备钛的主要缺点． 故答为：（1）+4；（2）CO；（3）2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti；（4）⑤；（5）消耗大量的电能．
【考点精析】本题主要考查了分解反应及其应用和质量守恒定律及其应用的相关知识点，需要掌握分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应；①质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；②不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中；③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏才能正确解答此题．