Question

钛金属（Ti）是一种重要的航空航天材料，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”。地球表面富含钛铁矿石，提取金属钛的主要工艺过程如下图所示：

（1）钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁，钛酸亚铁的化学式FeTiO_X，其中钛的化合价为+4，则钛酸亚铁的化学式中的X为___。

（2）目前工业上制取钛的方法是：第一步，在高温时，将二氧化钛、炭粉混合并通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为是_________________。

（3）海绵钛是钛工业生产中的最主要原料，用镁或钠还原四氯化钛获得，其含钛金属的纯度为98.5%~99.7%。第二步，在氩气做保护气（氩气不参加反应）的环境中，用足量的金属镁在高温时与TiCl₄反应制得金属钛，该反应的基本类型是____________。

（4）则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_______________。

（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生。我国工信部将制定钛业产能准入制，下列能有效保护钛金属资源的做法和认识分别有_____________（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。

Answer

3 TiO2 +2C+ 2Cl2TiCl4+2CO 置换反应 稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4） 修建建筑物与桥梁、制造炊具和医疗器械等 ①④⑤

【解析】

（1）根据化合价代数和为零：（+2）+（+4）+（-2）×X=0，X=3，故填：3；

（2）二氧化钛、炭粉混合并通入氯气（Cl2）制得TiCl4和一种可燃性气体，反应物中含Ti、O、C、Cl四种元素，根据反应前后元素种类不变，生成物中也一定含有Ti、O、C、Cl四种元素，TiCl4由钛元素氯元素组成，可燃性气体肯定含有碳元素和氧元素，为一氧化碳，故化学方程式为：TiO2 +2C+ 2Cl2TiCl4+2CO；

（3）镁在高温时与TiCl4反应制得金属钛，根据质量守恒，还会有氯化镁，化学方程式为：，该反应是单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应，故填：置换反应；

（4）（Ti）是一种重要的航空航天材料，具有常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能。为了除去钛金属中混有少量金属杂质铁可以加稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4），铁和稀盐酸稀硫酸反应，钛不反应。铁的用途比较多可以修建建筑物与桥梁、制造炊具和医疗器械等；故填：稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）；修建建筑物与桥梁、制造炊具和医疗器械等；

（5）①回收利用废旧金属制品能有效保护钛金属资源，正确；

②任意开采钛金属矿石，不利于保护钛金属资源，错误；

③钛金属虽然抗腐蚀性能好，但也不能随意堆放储存，错误；

④寻找、开发金属的代用品，能有效保护钛金属资源，正确；

⑤国家部门宏观控制钛业产能，能有效保护钛金属资源，正确；

故①④⑤正确；故选：①④⑤。