Question

【題目】鈦廣泛應(yīng)用于航天、軍事、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。鈦在高溫下易和氧、氮、碳等元素化合，提煉純鈦條件苛刻。從高鈦渣主要為提煉海綿鈦流程如下：

氯化后的粗中含有、、、等雜質(zhì)，相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)如下表：

化合物
沸點(diǎn)	136	310		180	138

回答下列問(wèn)題：

高鈦渣經(jīng)過(guò)破碎、磁選、磨粉后送氯化車間，磨粉的目的是________。

“分餾得到的低沸點(diǎn)物是________。分餾難以除去，原因是________。加入鋁粉使轉(zhuǎn)化為便于除去，寫出鋁粉與反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

“除鋁”的方法是用水濕潤(rùn)的活性炭加入到粗，使轉(zhuǎn)化為________而除去。

“還原”需要在Ar的氣氛中進(jìn)行，原因是________。副產(chǎn)物經(jīng)電解生成________可循環(huán)使用。

制備鈦的一種新型方法是：將粉末澆注成形，燒結(jié)后作陰極，以石墨為陽(yáng)極，為熔鹽進(jìn)行電解熔鹽不參與電極反應(yīng)，起溶解和傳導(dǎo)的作用。

陽(yáng)極生成的氣體除外，還有________填化學(xué)式。

陰極的電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率 或四氯化硅 與的沸點(diǎn)接近或沸點(diǎn)相差不大、很小 或AlOCl 防止鎂、鈦在高溫下與空氣中的氧氣、氮?dú)獾劝l(fā)生反應(yīng) Mg、 、

【解析】

高鈦渣經(jīng)氯化后得到粗TiCl4，其中含有的SiCl4沸點(diǎn)低，先分餾出去，VOCl3和TiCl4沸點(diǎn)接近，和TiCl4一起分餾出去，用鋁粉把VOCl3 轉(zhuǎn)化為VOCl2便于除去，使生成的AlCl3用用水潤(rùn)濕的活性炭轉(zhuǎn)化為Al(OH)3而除去，蒸餾后得到精TiCl4，用鎂在Ar保護(hù)下還原TiCl4得到純鈦。

高鈦渣經(jīng)過(guò)磨粉可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。

故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，四氯化硅的沸點(diǎn)最低，故“分餾”得到的低沸點(diǎn)物是；分餾難以除去，原因是與的沸點(diǎn)接近；鋁粉與反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

故答案為：或四氯化硅；與的沸點(diǎn)接近或沸點(diǎn)相差不大、很小；。

除去氯化鋁，可通過(guò)使鋁離子形成氫氧化鋁沉淀而實(shí)現(xiàn)。

故答案為：或AlOCl。

高溫條件下，鎂、鈦性質(zhì)不穩(wěn)定，為了防止鎂、鈦在高溫下與空氣中的氧氣、氮?dú)獾劝l(fā)生反應(yīng)，“還原”需要在Ar的氣氛中進(jìn)行；還原后的副產(chǎn)物是氯化鎂，經(jīng)過(guò)電解后可產(chǎn)生鎂和氯氣，可循環(huán)使用。

故答案為：防止鎂、鈦在高溫下與空氣中的氧氣、氮?dú)獾劝l(fā)生反應(yīng)；Mg、。

由于電解是在高溫狀態(tài)下進(jìn)行的，石墨電極會(huì)和氧氣發(fā)生反應(yīng)，故陽(yáng)極生成的氣體除外，還有CO、生成。

故答案為：CO、。

高溫熔鹽條件下，陰極是二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子，電極反應(yīng)式為。

故答案為：。