Question

2．金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的“第三金屬”，它是航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料．工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃）制備金屬鈦的一種工藝流程如圖所示．（部分產(chǎn)物略）

（1）鈦鐵礦的主要成分是鈦酸亞鐵（FeTiO₃），其中鈦元素的化合價(jià)為+4．
（2）步驟②分離出TiCl₄的方法，利用了TiCl₄與FeCl₃沸點(diǎn)的不同．
（3）④反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應(yīng)在氬氣中進(jìn)行的理由是防止Mg、Ti被氧化．
（4）綠色化學(xué)提倡物料循環(huán)．以上流程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)是Mg、Cl₂、MgCl₂．

Answer 1

分析 氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣，步驟②分離出TiCl₄的方法是蒸餾，利用了TiCl₄與FeCl₃的沸點(diǎn)不同而分離出來；鎂和四氯化鈦在高溫的條件下生成氯化鎂和金屬鈦，配平即可；該反應(yīng)在氬氣中進(jìn)行的理由是：氬氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以防止Mg、Ti被氧化；置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的化學(xué)反應(yīng)．綠色化學(xué)提倡物料循環(huán)，在以上流程中，可用于循環(huán)的物質(zhì)除Cl₂、Mg和氯化鎂等．

解答 解：（1）在FeTiO₃（鈦酸亞鐵）中，氧顯-2價(jià)，鐵顯+2價(jià)，所以鈦元素的化合價(jià)是+4價(jià)；
（2）步驟②分離出TiCl₄的方法是蒸餾，利用了TiCl₄與FeCl₃的沸點(diǎn)不同而分離出來；
（3）鎂和四氯化鈦在高溫的條件下生成氯化鎂和金屬鈦，化學(xué)方程式為：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應(yīng)在氬氣中進(jìn)行的理由是：氬氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以防止Mg、Ti被氧化；
（4）綠色化學(xué)提倡物料循環(huán)，在以上流程中，可用于循環(huán)的物質(zhì)除Cl₂、Mg和氯化鎂等．
故答案為：（1）+4；
（2）沸點(diǎn)；
（3）2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，防止Mg、Ti被氧化；
（4）Mg、Cl₂、MgCl₂．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先將題中有特征的物質(zhì)推出，然后結(jié)合推出的物質(zhì)和題中的轉(zhuǎn)化關(guān)系推導(dǎo)剩余的物質(zhì)，最后將推出的各種物質(zhì)代入轉(zhuǎn)化關(guān)系中進(jìn)行驗(yàn)證即可．