Question

5．金屬鈦（Ti）硬度大、熔點高、耐腐蝕，被譽為“未來金屬”，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領(lǐng)域．鈦酸亞鐵（FeTiO₃）經(jīng)過一系列反應(yīng)制備鈦和納米TiO₂，主要生成過程如圖：

（1）鈦酸亞鐵中鈦元素的化合價為+4；
（2）反應(yīng)②生成TiCl₄和一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，其化學式為CO；
（3）反應(yīng)③屬于置換反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學方程式：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂；
（4）近年來，利用電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦獲得成功，從能量的角度分析，工業(yè)上利用該方法制備鈦的主要缺點是消耗大量的電能，浪費能源；
（5）鈦合金屬于金屬材料（填“合成材料”或“金屬材料”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，進行分析解答．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，進行分析解答．
（3）③中反應(yīng)，即鎂與TiCl₄在高溫條件下反應(yīng)生成氯化鎂和鈦，寫出反應(yīng)的化學方程式即可．
（4）近年來，利用電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦獲得成功，從能量的角度分析，進行分析解答．
（5）根據(jù)金屬材料包括純金屬和合金，進行分析解答．

解答 解：（1）鈦酸亞鐵中鐵元素顯+2價，氧元素顯-2價，設(shè)鈦元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，則x=+4價．
（2）反應(yīng)②是碳與氯氣、二氧化鈦反應(yīng)，生成TiCl₄和一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，該氣體是一氧化碳，其化學式為：CO．
（3）③中反應(yīng)，即鎂與TiCl₄在高溫條件下反應(yīng)生成氯化鎂和鈦，反應(yīng)的化學方程式TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（4）近年來，利用電解熔融TiO₂的方法來制備金屬鈦獲得成功，從能量的角度分析，該方法消耗大量的電能，浪費能源．
（5）鈦合金屬于合金，屬于金屬材料．
故答案為：（1）+4；（2）CO；（3）TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂；（4）消耗大量的電能，浪費能源；（5）金屬材料．

點評 本題難度不大，理解制備鈦和納米TiO₂的工藝流程，掌握化合價的原則、化學方程式的書寫方法、質(zhì)量守恒定律等是正確解答本題的關(guān)鍵．