Question

金屬鈦（Ti）是航空、宇航、化工等方面的重要金屬材料，被稱為“21世紀(jì)的金屬”．在工業(yè)上可用鎂在高溫下與TiCl₄反應(yīng)制取金屬鈦，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂．此反應(yīng)說明金屬鈦的活動(dòng)性比鎂

 

 （填“強(qiáng)”或“弱”）；在TiCl₄中鈦元素的化合價(jià)為

 

．
某探究小組的同學(xué)將鐵粉和氧化銅粉末混合均勻后，放入試管中，隔絕空氣，高溫加熱3～4min，冷卻后，試管內(nèi)有紅色物質(zhì)．
【提出問題】：試管內(nèi)的紅色物質(zhì)可能是什么？
【進(jìn)行猜想】：你認(rèn)為可能是

 

．（任寫一種猜想）
【實(shí)驗(yàn)方案】：根據(jù)下表要求，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來作驗(yàn)證猜想．

實(shí)驗(yàn)步驟及操作方法	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量紅色物質(zhì)放入 試管中，   ．

【查閱資料】：鐵粉和氧化銅在高溫下可以發(fā)生置換反應(yīng)．
【得出結(jié)論】：鐵粉和氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：根據(jù)鎂、鈦的置換關(guān)系，判斷兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱；利用化合價(jià)代數(shù)和為零，計(jì)算TiCl₄中Ti元素化合價(jià)．
已知“鐵粉和氧化銅粉末混合均勻后，放入試管中，隔絕空氣，高溫加熱3～4 min，冷卻后，試管內(nèi)有紅色物質(zhì)”，根據(jù)客觀事實(shí)和質(zhì)量守恒定律來猜想；紅色物質(zhì)是銅，或者還有生成的氧化鐵；如果已知是置換反應(yīng)的話，那就應(yīng)該是銅和氧化鐵的混合物；至于化學(xué)方程式，知道反應(yīng)物和生成物，則2Fe+3CuO

隔絕空氣 .

高溫

Fe₂O₃+3Cu，注意反應(yīng)的條件．

解答：解：鎂能把四氯化鈦中鈦置換出來，說明鎂的活動(dòng)性比鈦強(qiáng)；TiCl₄中Cl元素化合價(jià)為-1，設(shè)Ti化合價(jià)為x，則x+（-1）×4=0，解之得x=+4；故答案為：弱，+4．
由題意和質(zhì)量守恒定律可知，紅色物質(zhì)是銅，或者還有生成的氧化鐵；如果已知是置換反應(yīng)的話，那就應(yīng)該是銅和氧化鐵的混合物；知道反應(yīng)物和生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，正確書寫化學(xué)方程式：2Fe+3CuO

隔絕空氣 .

高溫

Fe₂O₃+3Cu．
故答案為：
弱，+4．
【進(jìn)行猜想】氧化鐵或銅；
【實(shí)驗(yàn)方案】：

實(shí)驗(yàn)步驟及操作方法	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量紅色物質(zhì)放入試管中，倒入少量鹽酸，	無色溶液變?yōu)辄S色	紅色物質(zhì)為氧化鐵

【得出結(jié)論】：2Fe+3CuO

隔絕空氣 .

高溫

Fe₂O₃+3Cu．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，了解進(jìn)行猜想和事實(shí)驗(yàn)證的方法，掌握置換反應(yīng)的特點(diǎn)和方法．