Question

【題目】金屬鈦（Ti）硬度大、熔點高、耐腐蝕，被譽為“未來金屬”．由鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3），經過一系列反應制備鈦和納米TiO2的主要生產過程如圖：（反應的部分生成物已略去）
（1）鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素的化合價為價；
（2）反應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；
（3）反應③屬于置換反應，寫出該反應的化學方程式：；
（4）生產過程中的反應可能是分解反應的是（填序號）；
（5）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，工業上利用該方法制備鈦的主要缺點是 ．

Answer 1

【答案】
（1）+4
（2）CO
（3）2Mg+TiCl4 ?2MgCl2+Ti
（4）⑤
（5）消耗大量的電能
【解析】解：（1）在化學FeTiO3中，因化合物中元素化合價的代數和為0，所以鈦的化合價為0﹣（+2）﹣（﹣2）×3=+4；（2）由于TiO2、C和Cl2反應生成了TiCl4和一種有毒的氣體，該氣體是一種氧化物，由質量守恒定律可知，該物質含有碳元素和氧元素，應是一氧化碳，其化學式為：CO；（3）TiCl4在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti．根據質量守恒定律可知，還應有氯化鎂，所以方程式是：2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti．（4）由反應的流程可知．H2TiO3煅燒生成了TiO2和水，屬于分解反應．（5）電解熔融TiO2的方法來制備金屬鈦需要消耗大量的電能．這是工業上制備鈦的主要缺點． 故答為：（1）+4；（2）CO；（3）2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti；（4）⑤；（5）消耗大量的電能．
【考點精析】本題主要考查了分解反應及其應用和質量守恒定律及其應用的相關知識點，需要掌握分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應；①質量守恒定律只適用于化學變化，不適用于物理變化；②不參加反應的物質質量及不是生成物的物質質量不能計入“總和”中；③要考慮空氣中的物質是否參加反應或物質（如氣體）有無遺漏才能正確解答此題．