Question

【题目】钛和钛合金被认为是 21 世纪的重要金属材料，他们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，耐腐蚀，常温下不易与酸和碱发生反应等。以某钛铁矿(主要成分为FeTiO3，同时含有少量的Fe3O4等)为原料制TiO2，再由TiO2制金属 Ti 的工艺流程如下：

（查阅资料）

一、钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。

二、Fe3O4中的铁元素化合价既有+3价，也有+2价，可以把Fe3O4 看作“Fe2O3 FeO”。

(1)浓硫酸具有强烈的_______________________，所以使用时要注意安全，避免溅到皮肤或衣物上。

(2)操作 2 的名称是_________。

(3) TiO2可与焦炭、氯气按照一定的质量比在高温下反应，生成TiCl4和一种可燃性气体，该气体为_____。(填写化学式)。小聪要称取8.5g焦炭粉，手头的天平只配有一个规格为10g的砝码，该天平游码标尺的最大值5g，要一次性称出8.5g焦炭粉，则游码须移到刻度为_____g处；面向天平，砝码放于____盘。(填“左”或“右”)

(4)工业上常在高温和氩气氛围中，用金属镁和TiCl4反应的方法制备 Ti，同时生成一种化合物，该反应的基本类型为：_____________，氩气的作用是_______________。所得金属钛中含有少量的金属镁，若要除去金属钛中的少量镁，并确保充分反应后溶液中只含同一种盐，则可加入的试剂是________(填试剂名称)。

(5)试写出Fe3O4与稀硫酸反应的化学方程式：_____________________________________________。

Answer 1

【答案】腐蚀性 过滤 CO 1.5 左 置换反应 防止钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应 稀盐酸 Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O

【解析】

（1）浓硫酸具有腐蚀性，容易造成伤害；

（2）操作2实现了固液分离，常用操作为过滤；

（3）反应物含有钛、碳、氧和氯元素，生成物含有钛、氯元素，还应含有碳和氧元素，组成的可燃气体为一氧化碳；一般天平遵循左物右码的原则，但是此时天平砝码无法称量8.5g焦炭粉，所以可以改变砝码与焦炭粉的位置，左码右物，此时砝码质量=物品质量+游码质量，10g=8.5g+游码质量，则游码质量=10g-8.5g=1.5g，所以游码拨动到1.5g处，称量到焦炭粉质量为8.5g，此时砝码位于左盘；

（4）镁与氯化钛反应生成了钛单质和另一种化合物，符合单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的特点，属于置换反应；钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应,所以需要通入氩气，排出气体，以防发生其他反应；镁金属活动性强于氢强于钛，且最终通过镁与氯化钛反应生成钛和氯化镁，因此此时加入盐酸将镁去除，生成氯化镁，保证最后只有氯化镁这一种盐；

（5）四氧化三铁可以写成氧化铁与氧化亚铁的混合物，所以与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，化学方程式；Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O。