Question

鈦（Ti）因其硬度大、熔點(diǎn)高，常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良性能而被認(rèn)為是本世紀(jì)的重要金屬材料．鈦的提取可用鈦酸亞鐵為原料．2R+C2Fe+2TiO₂+CO₂↑
（1）鈦酸亞鐵（用R表示）與碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO₂中氧元素的化合價(jià)為-2，則Ti元素的化合價(jià)為______，鈦酸亞鐵R的化學(xué)式是______；
（2）TiCl₄在高溫下與過量的Mg反應(yīng)可制取金屬鈦，同時(shí)生成氯化鎂，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式______．除去所得金屬鈦中少量的金屬鎂可用的試劑是______．

Answer 1

解：（1）氧元素顯-2價(jià)，設(shè)鈦元素的化合價(jià)是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：x+（-2）×4=0，則x=+4價(jià)．
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式2R+C2Fe+2TiO₂+CO₂↑，反應(yīng)物中碳原子個(gè)數(shù) 為1，反應(yīng)后的生成物中鐵、鈦、氧、碳原子個(gè)數(shù)分別為2、2、6、1，根據(jù)反應(yīng)前后原子種類、數(shù)目不變，則3R中含有2個(gè)鐵原子、2個(gè)鈦原子、6個(gè)氧原子，則每個(gè)R分子由1個(gè)鐵原子、1個(gè)鈦原子、3個(gè)氧原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學(xué)式為FeTiO₃．
（2）由題意，TiCl₄在高溫下與過量的Mg反應(yīng)可制取金屬鈦，同時(shí)生成氯化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；由題意，鈦（Ti）常溫下耐酸堿，則常溫下鈦與鹽酸不反應(yīng)，而鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，故除去所得金屬鈦中少量的金屬鎂可選用稀鹽酸，反應(yīng)后過濾即可．
故答案為：（1）+4價(jià)；FeTiO₃；（2）TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；稀鹽酸．
分析：（1）根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，結(jié)合TiO₂的化學(xué)式進(jìn)行解答本題；
由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，據(jù)此由反應(yīng)的化學(xué)方程式推斷反應(yīng)物R的化學(xué)式．
（2）由題意，TiCl₄在高溫下與過量的Mg反應(yīng)可制取金屬鈦，同時(shí)生成氯化鎂，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；由題意，鈦（Ti）常溫下耐酸堿，據(jù)此進(jìn)行分析解答．
點(diǎn)評(píng)：本題難度不大，利用利用化合價(jià)的原則計(jì)算指定元素的化合價(jià)的方法、化學(xué)反應(yīng)前后原子守恒來確定物質(zhì)的化學(xué)式的方法、化學(xué)方程式的書寫等是正確解題的關(guān)鍵．