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為+4．
（2）步驟②分離出TiCl₄的方法，利用了TiCl₄與FeCl₃沸點的不同．
（3）④反應的化學方程式為2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應在氬氣中進行的理由是防止Mg、Ti被氧化．
（4）綠色化學提倡物料循環(huán)．以上流程中，可循環(huán)使用的物質是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；該反應在氬氣中進行的理由是：氬氣化學性質穩(wěn)定，可以防止Mg、Ti被氧化；置換反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的化學反應．綠色化學提倡物料循環(huán)，在以上流程中，可用于循環(huán)的物質除Cl₂、Mg和氯化鎂等．

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

點評 在解此類題時，首先將題中有特征的物質推出，然后結合推出的物質和題中的轉化關系推導剩余的物質，最后將推出的各種物質代入轉化關系中進行驗證即可．