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钛及其合金因具有密度小、强度高、耐腐蚀性强等优良性能被广泛用于航天、航空、航海、石油化工、医药等部门,因此,钛被誉为第三金属和战略金属.我国四川省有大型钒钛磁铁矿.从钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:

(1)

钛铁矿的主要成分是FeTiO3,工艺过程中的第一步反应为FeTiO3CTiO2FeCO↑.在FeTiO3(钛酸亚铁)中,钛元素的化合价为________

(2)

第二步是二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳,写出此步反应的化学方程式:________,该反应的还原产物是________

(3)

在惰性气体(如氩)氛围中,镁在高温下可以将四氯化钛还原,惰性气体的作用是________,该反应的化学方程式为________.金属钠也能还原熔融状态的四氯化钛,此时反应的化学方程式为________

(4)

被誉为“21世纪的金属”——钛,因其具有非常优越的性能,越来越引起人们的关注.常温下,钛不与非金属、强酸反应,红热时可以与常见的非金属单质反应.目前钛主要用于尖端领域,下列原因可能的是

[  ]

A.

钛在自然界中的含量少

B.

钛较难冶炼

C.

钛的化学性质不够稳定

D.

钛的耐腐蚀性能差

答案:4.B;
解析:

(1)

  答案:+4

  正确解法:根据钛酸亚铁的名称知铁元素呈+2价,从反应方程式可以看出:得失电子总数相等,说明钛元素的化合价没有变化,即显+4价.

(2)

  答案:TiO22C2Cl2TiCl42CO 四氯化钛(TiCl4)

  讲析:根据反应物和产物可以轻松写出化学方程式,要注意配平.

(3)

  答案:作保护气,避免钛、镁被空气中的氧气氧化 2MgTiCl42MgCl2Ti TiCl44NaTi4NaCl

  讲析:高温下镁和钛都易与空气中的氧气反应,故要在保护气中还原钛,不能用二氧化碳和氮气作保护气(原因是镁能与二氧化碳或氮气反应),而要用惰性气体作保护气,如氩气等.

(4)

  讲析:(钛的化学性质稳定,耐腐蚀性能强,虽然其在自然界中的含量较大,但冶炼难度较大,要求的技术条件高,生产成本高,目前产量较低,难以广泛使用.

  点评:本题以新型金属材料——钛为载体,考查了氧化还原反应的有关知识及化学方程式的书写.了解金属的通性并有效提取题中的信息是完整解题的关键.


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