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某同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣,开展对钛金属与铁的活动性...

某同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣,开展对钛金属与铁的活动性顺序、钛合金具有广泛用途的探究与讨论,设计并进行了如下探究,并请你一同参与:

(一)金属钛与铁的活动性顺序的探究:

实验步骤

实验现象

实验结论

取适量的钛金属放入试管中,加入硫酸亚铁溶液中,

钛的表面有_____色物质生成

钛的活动性顺序_____铁(“<、>或=”)

 

(二)对物质性质决定其用途的讨论:

1)钛是比较活泼的金属,为什么耐腐蚀性却很强?请你分析可能的原因是_____

2)钛合金与人体具有很好的相容性,请你说明钛合金的用途有哪些?_____

 

黑 > 钛的表面易形成致密的氧化物保护膜 制造人造骨 【解析】 (一)根据在金属活动性顺序中,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来分析;根据钛的化学性质分析; (2)根据物质的性质决定物质的用途分析解答。 (1)取适量的钛金属放入试管中,加入硫酸亚铁溶液中,钛的表面有黑色物质生成,说明金属的活动性顺序:钛>铁; (二)(1)钛是比较活泼的金属,耐腐蚀性却很强,可能的原因是钛能和氧气反应,易形成致密的氧化物保护膜。 (2)钛合金与人体具有很好的“相容性”,在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,钛可以制作人造骨。
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考点分析:
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钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下,请回答:

1)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁,测定出钛酸亚铁的化学式用FeTiOx表示,若钛元素的化合价为+4价,则化学式中的x_____

2)在氩气作保护气的环境中,TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti,该反应的化学方程式为_____,其反应的基本类型是_____

3)上述冶炼钛生产过程中得到金属钛,还得到金属铁,为了除去钛金属中混有少量金属杂质,可加入_____除去,并请举出铁的一种用途有_____

4)金属矿物的储量有限,而且不能再生。能有效保护钛金属资源的措施是_____(填序号)

①回收利用废旧金属制品;

②任意开采钛金属矿石;

③钛金属抗腐蚀性能好,可随意堆放储存;

④寻找、开发金属的代用品;

⑤国家部门宏观控制钛业产能;

 

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钛金属具有硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下:

1)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁,钛酸亚铁的化学式FeTiO3,其中钛的化合价为_____价。

2TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti,该反应的化学方程式_____。则上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属杂质,可加入_____除去。

 

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金属钛(Ti)抗腐蚀性能好,露置于空气中数年,仍光亮如初。以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛的步骤主要有:①在高温下,向金红石与焦炭的混合物中通入氯气(Cl2),得到 TiCl4 和一种可燃性气体;②在稀有气体环境和加热条件下,用 Mg TiCl4 反应得到 Ti MgCl2。下列说法不正确的是(  )

A.①中的反应TiO2 2C2Cl2TiCl42CO

B.②中的稀有气体的作用是隔绝空气,防止金属氧化

C.②中发生的反应为置换反应

D.金属钛在常温下极易与 O2 反应

 

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钛金属被誉为第四金属,月球土壤中含有丰富钛铁矿,主要成分为TiO2Fe2O3等,若用C还原TiO2,相关的化学原理为TiO2 2CTi 2CO↑,该反应的基本类型是(  )

A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应

 

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钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,钛合金与人体有很好的相容性。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是(    )

A.用来做保险丝 B.用于制造航天飞机

C.用来制造人造骨 D.用于制造船舶

 

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