Question

“辽宁号”航空母舰，是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航，制造航空母舰使用大量合金材料（如铁合金、铜合金和钛合金等）．请回答下列问题：

（1）铜的金属活动性比铁的金属活动性______（填“强”或“弱”）；请设计简单实验验证______（写出主要步骤和现象即可）．
（2）钛（Ti）因其硬度大、熔点高，常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良性能而被认为是本世纪的重要金属材料．由钛铁矿（主要成分是FeO和TiO₂）提取金属钛的主要工艺流程如下：
①上述流程中的TiO₂中钛元素的化合价是______．
②步骤Ⅰ中，钛铁矿中的FeO和碳在高温的条件下反应生成二氧化碳和铁，该反应的化学方程式为______．
③步骤Ⅱ中，TiO₂、炭粉混合物在高温条件下通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体，该气体是______．
④步骤Ⅲ反应所得金属钛中含有少量的金属镁．若要除去金属钛中的镁，可选用的试剂是______．充分反应后，再通过______（填操作名称）、洗涤、干燥即可．

Answer 1

解：（1）根据金属活动性顺序可知铜排在了铁的后面，所以金属活动性比铁弱；将铁钉放入硫酸铜溶液中，铁钉表面覆盖一层红色物质，说明铁能把铜置换出来，所以铁排在了铜的前面；
（2）①设钛的化合价为X则：X+（-2）×2=0，解得X=+4；
②反应物是FeO和碳，生成物是二氧化碳和铁，用观察法配平，反应条件是高温，所以方程式是：2FeO+C2Fe+CO₂↑；
③根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变，还缺少碳元素和氧元素，因为属于可燃性气体，所以是一氧化碳；
④镁与酸反应，钛不能与酸反应，除去金属钛中的镁时，加入足量的稀盐酸或稀硫酸，反应完毕，过滤就可以除去镁，洗涤、干燥，得到纯钛金属．
故答案为：（1）弱； 将铁钉放入硫酸铜溶液中，铁钉表面覆盖一层红色物质；（2）①+4；②2FeO+C2Fe+CO₂↑③一氧化碳（或CO）；（3）稀盐酸或稀硫酸等； 过滤．
分析：（1）根据金属活动性顺序考虑，设计实验时要根据金属与盐反应说明金属排在该盐溶液中金属元素前面；（2）①根据在化合物中正负化合价代数和为零考虑；②根据化学方程式的写法考虑；③根据质量守恒定律求可燃性气体；④根据镁与酸反应，钛不能与酸反应，再通过过滤进行分离即可．
点评：解答本题关键是要熟悉金属活动性顺序，并能灵活运用解决实际问题，知道化学方程式的书写方法和注意事项．