Question

10．金屬鈦被稱為鐵和鋁之后崛起的“第三金屬”，鈦的硬度大、熔點高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕，是航海、化工、醫(yī)療上不可缺少的材料．鈦鐵礦（主要成分FeTiO₃）是工業(yè)上冶煉金屬鈦的主要原料，制備金屬鈦的一種工藝流程如圖所示（部分產(chǎn)物略）．

（1）X為可燃性氧化物，步驟①反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃．
（2）步驟②分離出TiCl₄的方法，是利用了TiCl₄與FeCl₃的沸點不同．
（3）步驟④的化學(xué)方程式為TlCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應(yīng)說明Mg與Ti的金屬活動性強弱關(guān)系為：Ti＜ Mg（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）用上述冶煉方法得到的金屬鈦中會混有少量金屬鎂，由金屬鈦的性質(zhì)可知，除去這種雜質(zhì)可以用稀鹽酸（填試劑名稱）．
（5）上述工藝具有成本低、可以用低品位的礦物為原料等優(yōu)點，但依據(jù)綠色低碳理念，你認(rèn)為該流程中存在的不足之處是耗能太高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中的反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)條件下書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)步驟②通過蒸餾分離出TiCl₄的方法，是利用了TiCl₄與FeCl₃的沸點不同進行分析；
（3）根據(jù)四氯化鈦和鎂在高溫的條件下反應(yīng)生成氯化鎂和鈦進行分析；
（4）根據(jù)鎂會與酸反應(yīng)，鈦不會與酸反應(yīng)進行分析；
（5）根據(jù)綠色化學(xué)的反應(yīng)理念進行分析．

解答 解：（1）鈦鐵礦、碳和鹽酸在高溫的條件下反應(yīng)生成一氧化碳、四氯化鈦和氯化鐵，化學(xué)方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃；
（2）步驟②通過蒸餾分離出TiCl₄的方法，是利用了TiCl₄與FeCl₃的沸點不同；
（3）四氯化鈦和鎂在高溫的條件下反應(yīng)生成氯化鎂和鈦，化學(xué)方程式為：TlCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，該反應(yīng)說明Mg與Ti的金屬活動性強弱關(guān)系為：Ti＜Mg；
（4）鎂會與酸反應(yīng)，鈦不會與酸反應(yīng)，所以除去鈦雜質(zhì)可以用稀鹽酸；
（5）綠色化學(xué)的反應(yīng)理念是原子利用率100%，沒有有害物質(zhì)生成，所以該流程中存在的不足之處是耗能太高．
故答案為：（1）2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃； 
（2）沸點；
（3）TlCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti，＜；
（4）稀鹽酸；
（5）耗能太高．

點評 在解此類題時，首先分析題中所給的反應(yīng)流程，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中的問題進行解答．