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18.金属钛是重要的航天、航海材料,钛因其硬度大,熔点高,常温下不和非金属、强酸反应,被誉为“未来金属.”由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)、焦炭、氧气为原料,提取金属钛的主要工艺过程一般需要经过三个阶段:

(1)反应前需要将钛酸亚铁和焦炭磨成粉末状的原因是为了增大反应物之间的接触面积;钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素为+4价.
(2)反应①中焦炭除了作还原剂还原金属矿物外,另一个重要作用是作燃料,提供反应所需要的能量.
(3)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒气体,该气体是一种氧化物,其化学式为CO.
(4)高温条件下,镁可以与TiCl4发生置换反应制得金属钛,请写出此反应的化学方程式TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgCl2+Ti.
(5)如何从反应③后的固体中获得金属钛:向固体中加入足量稀盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥.

分析 (1)根据反应物之间的接触面积以及化合价的计算方法来分析;
(2)根据碳的化学性质来分析;
(3)根据化学反应前后原子的种类和数目不变求物质的化学式;
(4)根据题中信息结合化学方程式的书写分析;
(5)根据金属钛的化学性质来分析.

解答 解:(1)反应前将钛酸亚铁和焦炭磨成粉末状是为了增大反应物之间的接触面积;钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,其中铁元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,因化合物中元素化合价的代数和为0,设钛的化合价为x,则(+2)+x+(-2)×3=0,解得x=+4.故答案为:为了增大反应物之间的接触面积;+4;
(2)碳燃烧时会释放出大量的热,为化学反应的进行提供了能量;故填:作燃料,提供反应所需要的能量;
(3)Ti2O2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒气体,该气体是一种氧化物,该气体是一氧化碳,故填:CO;
(4)根据题中信息,镁与TiCl4在高温条件下反应生成金属钛和氯化镁,该反应的化学方程式为TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl2;故填:TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgCl2+Ti;
(5)钛常温下不和强酸反应,而铁与酸能反应,所以从反应③后的固体(铁和钛的混合物)中获得金属钛的方法是向固体中加入足量稀盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥.故填:向固体中加入足量稀盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥.

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高考常见题型,难度中等,注意把握实验的基本原理和物质的性质.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

6.某工厂排出的无色废液中,可能含有HCl、Na2SO4、NaCl、NaOH、MgCl2中的一种或几种.为测定其成分,某兴趣小组的同学做如下实验:
(1)测得该废水的pH为11,则可确定废水中一定不含什么物质?
(2)若向废液中加入BgCl2溶液,产生白色沉淀,请用化学方程式解释.

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科目:初中化学 来源: 题型:解答题

9.我们的衣食住行都离不开化学.请利用所学化学知识回答下列问题.
(1)空气、水和食物是人类生命活动离不开的物质.
①空气中氧气的体积分数约是21%.
②下列行为能导致空气中PM2.5含量增加的是AB(填字母)
A.大量使用化石燃料     B.露天焚烧垃圾     C.发展轨道交通,低碳出行
③自来水厂在净化过程中使用活性炭是利用它的吸附性.
④酸碱度过大或硬度过大的水都不宜饮用,实验室可用pH试纸测定水的酸碱度;生活中可通过煮沸降低水的硬度.
⑤合理搭配饮食是我们的健康理念.比如早餐搭配:牛奶、面包、黄油、水果等,其中含有的营养素有油脂、糖类、蛋白质、维生素、无机盐和水等.
(2)材料对我们的生活影响越来越大.
①制作游船的玻璃钢属于C. A.金属材料   B.合成材料    C.复合材料
②下列方法不能防止钢铁腐蚀的是D.
A.表面镀铬       B.表面涂油漆     C.在干燥的空气中   D.部分浸入食盐水
③我们穿的衣服通常是由纤维织成的,常见的纤维有棉花、羊毛、涤纶等,用灼烧法可初步鉴定这三种纤维,其中灼烧后产生烧焦羽毛气味的纤维是B.
A.棉花    B.羊毛     C.涤纶.

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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

6.甲、乙两物质的溶解度曲线如图所示,下列叙述中正确的是(  )
A.t1℃时,甲和乙两种物质溶液的溶质质量分数相等
B.t1℃时,甲和乙两种物质的饱和溶液中溶质的质量相等
C.t1℃时,甲和乙两种物质的饱和溶液升温到t2℃,甲溶液的溶质质量分数比乙大
D.t2℃时,100g水中分别溶解20g甲、乙两种溶质,降温过程中甲先达到饱和

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科目:初中化学 来源: 题型:解答题

13.回答下列问题:
(1)从海水中提取食盐的方法主要为盐田法,这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法.海水晒盐的流程如图1:

海水晒盐后得到的母液是当时温度下氯化钠的饱和溶液(填“饱和”或“不饱和”).
(2)图2是A、B两种物质的溶解度曲线,回答下列问题:
①t2℃时,A的饱和溶液中溶质的质量分数为20%.t2℃时,若将50gA配成饱和溶液,至少加水200g.
②若A物质中含有少量B物质,可用降温结晶的方法提纯A(选填“降温结晶”、“蒸发结晶”之一).
③将t2℃时B的饱和溶液降低温度,溶液中溶质的质量分数不变(填“变大”、“变小”或“不变”).

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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

3.如表是硝酸钾、氯化钠在不同温度下的溶解度.
温度/℃1020304050
硝酸钾的溶解度/20.931.645.863.985.5
氯化钠的溶解度/g35.836.036.336.637.0
(1)从表中数据分析,溶解度受温度影响较大的物质是硝酸钾,硝酸钾和氯化钠溶解度曲线的交点在A(填字母序号)之间.
A.20℃~30℃B.30℃~40℃C.40℃~50℃
(2)20℃时,在烧杯中将50g硝酸钾与100g水混合并充分搅拌,所得溶液是硝酸钾的饱和(填“饱和”或“不饱和”)溶液,当温度升高到40℃时,烧杯中溶液的溶质质量分数为33.3%(精确到0.1%).
(3)保持温度为20℃,将氯化钠的不饱和溶液变成饱和溶液的方法有加氯化钠(写一种即可).

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科目:初中化学 来源: 题型:解答题

10.请根据下列实验装置图回答问题.
(1)写出仪器a的名称锥形瓶;
(2)用A装置加热高锰酸钾固体制取O2的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,应选用的收集装置为D或E(填装置编号),用B装置制取CO2的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.在向B中装入药品前,应先进行的一项操作是:检查装置的气密性.
(3)如图F是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置,实验时,打开分夜漏斗活塞,通入干燥氧气约10秒,引燃铁丝下端火柴,伸入塑料瓶内,并对准玻璃管口正上方,观察到的现象是:铁丝剧烈燃烧,火星四射、放出大量的热、生成黑色固体.
改进后的优点是①②③(填序号).
①氧气无需提前制备和收集;
②塑料瓶代替集气瓶,防止集气瓶炸裂,更安全
③装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体,实验更优化
(4)若用固体NaCl配制100g质量分数为15%的NaCl溶液.
①配制的步骤为计算、称量、量取、溶解、装入试剂瓶并贴好标签.
②下列操作一定会导致NaCl质量分数偏低的是c(填字母序号)
a.砝码和氯化钠放错托盘  b.使用了生锈的砝码  c.量水时仰视凹液面最低处读数  d.装瓶时溶液洒落.

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科目:初中化学 来源: 题型:解答题

7.社会可持续发展的一个重要主题是能源的可持续发展.
(1)下列做法有助于全球能源可持续发展的是ACD.
        A.使用节能灯泡                  B.加大石油进口,减少国内原油开采
        C.用秸秆制秸秆燃气            D.大力开发利用风能,替代化石燃料
(2)工业燃煤时,常将煤块粉碎成煤粉,它的作用是增大接触面积,使燃烧发更充分.使用煤做燃料会引起的环境问题是产生酸雨.(说出一点即可)
(3)许多家庭以天然气为燃料,当发现燃气泄漏时,应采取的措施是BC.
        A.赶紧打开换气扇                B.关闭气源阀门
        C.打开门窗通风                   D.在厨房内及时用手机拨打火警电话“119”
(4)氢气是洁净的高能燃料,为保证安全,点燃氢气前应该检验氢气的纯度,请写出氢气在空气中燃烧的化学方程式2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O.

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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

8.下列说法不正确的是(  )
A.高分子材料电木、电玉均具有热固性
B.空气质量报告中所列的空气质量级别数值越小,说明空气的质量越好
C.人体缺少钙元素时易引起甲状腺肿大
D.磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硝酸钾属于复合肥料

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