Question

20．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的主要生产过程如下：（反应的部分生成物已略去）

（1）FeTiO₃叫钛酸亚铁，请标出钛酸亚铁中钛元素的化合价Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．
（2）反应③属于置换反应，写出该反应的化学方程式：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）生产过程中的反应可能是分解反应的是⑤（填序号）．
（4）近年来，利用电解熔融TiO₂生成氧气和钛的方法来制备金属钛获得成功．若电解80Kg的TiO₂，理论上生成钛的质量是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）FeTiO₃叫钛酸亚铁，为亚铁，所以铁元素的化合价为+2价，而氧元素的化合价为-2价，设钛元素的化合价为x，根据化合物中化合价的代数和为零可得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，标出钛酸亚铁中钛元素的化合价 Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．
（2）反应③四氯化钛和镁反应，题目给出反应类型属于置换反应，所以生成物为钛和氯化镁，对应的化学方程式为：TiCl₄+2Mg $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）生产过程中的反应，只有⑤反应物为一种，所以⑤可能是分解反应
（4）解：设生成钛的质量为x
TiO₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Ti+O₂↑    
80             48
80kg        X
$\frac{80}{48}$=$\frac{80kg}{x}$
x=48kg   
答：钛的质量为48k
故答案为：
（1）Fe$\stackrel{+4}{Ti}$O₃．（只写化学式或化合价不得分）
（2）TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．   
（3）⑤．
（4）48kg．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．