Question

（18分）金屬鈦素有“太空金屬”、“海洋金屬”、“未來金屬”等美譽，我國有豐富的鈦礦資源。

（1）鈦冶煉的舊法是用金屬鈉熱還原四氯化鈦。

請回答下列問題：

①試推測，在金屬系列中，鈦屬于       （填“較活潑”或“較不活潑”）的金屬。金屬鈦耐腐蝕可能原因是            。

②TiC1₄ 工業上是用過量焦炭、氯氣與TiO₂在高溫下反應制得的，該反應的化學方程式為            。

（2）已知化合態的鈦：有+4價和+3價，其中+3價極易被氧化。有關氫氧化物開始沉淀的pH如表l

表l  有關氫氧化物開始沉淀的pH

氫氧化物	Ti(OH)4	Ti(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2
pH	0.5	3.0	1.5	7.6

某地鈦鐵礦的主要成分為FeTiO₃，含有少量雜質Al₂O₃、SiO₂，提純TiO₂并得到副產品綠礬（FeSO₄·7H₂O）的工藝流程如圖l所示。

                                圖1  工藝流程圖

黑鈦液中生成的主要陽離子有TiO²⁺、Fe²⁺，寫出反應①主要的化學方程式：         ；加入Fe的目的是         ；步驟④生成Ti(OH)₄的離子方程式：         。

（3）鈦冶煉的新法是電解法，圖2是一種電解制鈦的工藝（OS法）示意圖。CaC1₂/CaO共熔體為質，在陰極，被還原的Ca進一步還原TiO₂得到鈦，寫出陰極制得鈦的有關反應方程式         。

   （4）我國科學最新研發的技術——固體透氧膜提取金屬鈦（SOM）工藝（見圖3）：將鈦氧化物（鈦全看作Ti⁴⁺）礦熔于MCl—MF融鹽體系（M為Na、K、Ca等），以石墨為陰極，陽極為覆蓋氧滲透膜的多孔金屬陶瓷涂層。固體透氧膜把陽極和熔融電解質隔開，只有氧離子可以通過，電解過程中陰極通入H₂，則陽極電極反應式為      。

 

Answer 1

【答案】

 

【解析】