Question

制造航空母艦使用大量合金材料（如鐵合金、銅合金和鈦合金等）．請回答下列問題：
（1）請設計簡單實驗驗證鐵的金屬活動性比銅強（寫出主要步驟和現(xiàn)象即可）．

 

．
（2）鈦（Ti）因其硬度大、熔點高，常溫下與酸和堿都不發(fā)生反應、有很強的耐腐蝕性等優(yōu)良性能而被認為是本世紀的重要金屬材料．由鈦鐵礦（主要成分是FeO和TiO₂）提取金屬鈦的主要工藝流程如圖所示：

①步驟Ⅱ中，TiO₂、炭粉混合物在高溫條件下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，該反應的化學方程式為

 

．
②步驟Ⅲ的反應需在氬氣環(huán)境中進行，理由是

 

．所得金屬鈦中含有少量的金屬鎂．若要除去金屬鈦中的少量鎂，可加入的試劑是

 

（填試劑名稱）．充分反應后，再通過

 

（填操作名稱）、洗滌、干燥即可．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,過濾的原理、方法及其應用,金屬活動性順序及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的制備

分析：（1）根據(jù)金屬活動性順序考慮，設計實驗時要根據(jù)金屬與鹽反應說明金屬排在該鹽溶液中金屬元素前面；
（2）①根據(jù)TiO₂、炭粉混合物在高溫條件下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體和質量守恒定律分析書寫；
②根據(jù)氬氣化學性質穩(wěn)定；鎂與酸反應，鈦不能與酸反應，再通過過濾進行分離即可．

解答：解：（1）根據(jù)金屬活動性順序可知銅排在了鐵的后面，所以金屬活動性比鐵弱；將鐵釘放入硫酸銅溶液中，鐵釘表面覆蓋一層紅色物質，說明鐵能把銅置換出來，所以鐵排在了銅的前面；
（2）①TiO₂、炭粉混合物在高溫條件下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，可燃性氣體含有碳和氧元素，故為一氧化碳；
②氬氣化學性質穩(wěn)定，能防止鈦或鎂氧化；鎂與酸反應，鈦不能與酸反應除去金屬鈦中的鎂時，加入足量的稀鹽酸或稀硫酸，反應完畢，過濾就可以除去鎂，洗滌、干燥，得到純鈦金屬．
故答案為：（1）將光亮鐵釘放入少量硫酸銅的溶液中，鐵釘表面有紅色物質析出；（2）①TiO₂+C+2Cl₂

高溫  .

TiCl₄+2CO； ②防止鈦或鎂氧化；稀鹽酸；過濾．

點評：解答本題關鍵是要熟悉金屬活動性順序，并能靈活運用解決實際問題，知道化學方程式的書寫方法和注意事項．