第八章 第一节 第1课时 金属矿物、海水资源的开发利用-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（人教版）

本讲义聚焦金属矿物与海水资源的开发利用核心知识点，先系统梳理金属冶炼原理（Mⁿ⁺得电子还原为单质）及按活泼性选择的热分解、电解、热还原等方法，再阐述海水资源利用（淡化方法、制盐及提溴、镁、碘流程），构建从原理到应用的知识支架。 资料特色在于结合工艺流程示意图与典例分析，通过金属活泼性与冶炼方法的关联培养科学思维，海带提碘实验步骤设计强化科学探究与实践。强调资源可持续利用渗透科学态度与责任，课中助力教师讲解，课后习题帮助学生巩固，弥补知识盲点。

第一节　自然资源的开发利用 第1课时　金属矿物、海水资源的开发利用 课程标准 核心素养 1.了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理 2．以金属矿物的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义 3．以海水资源的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进入与自然和谐相处的意义 宏观辨识与 微观探析 1.具有将化学成果应用于生产、生活的意识 2．能运用所学化学知识分析金属矿物、海水资源开发利用对社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估 一、金属矿物的开发利用 1．金属冶炼原理与实质 (1)原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。 (2)实质：用还原剂使化合态的金属得到电子还原成金属单质，即：Mn＋＋ne－===M。 2．金属冶炼的常用方法 3．金属矿物资源的开发和利用措施 (1)提高金属矿物的利用率； (2)开发环保高效的金属冶炼方法； (3)防止金属的腐蚀； (4)使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； (5)加强废旧金属的回收和再利用。 二、海水资源的开发利用 1．海水资源的利用 (1)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 (2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有　蒸馏法　、　电渗析法　、 　离子交换法　和　膜分离法　等。其中　蒸馏法　的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 2．海水制盐 (1)从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。 (2)从海水中可以提取　镁、钾、溴　及其他化工产品。 (3)海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向。如图为海水综合利用的示意图。 3．从海水中获取能量 (1)从海水中提取铀和重水，用于　核能　开发。 (2)开发　潮汐能　、　波浪能　等新型能源。 　 金属的活泼性与冶炼方法 1．金属的冶炼原理 金属冶炼的实质是根据氧化还原反应原理，使金属矿物中的金属阳离子得电子生成金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。 2．金属冶炼方法的选择 少数不活泼的金属在自然界中以单质形式存在，如金、铂等。大部分金属以化合态形式存在于自然界，金属越不活泼，从其化合物中还原出来越容易，金属越活泼从其化合物中还原出来越困难。金属活泼性与冶炼方法的关系如下： 3．热还原法的分类及优缺点 (1)分类 (2)优缺点 ①用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以H2O(g)蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。 ②用CO作还原剂冶炼金属时，CO一般在冶炼炉中通过下列反应生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO，所以用CO还原法冶炼得到的金属中混有杂质C，纯度不高。 ③用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和金属碳化物，得不到纯度较高的金属。 ④用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。 [典例示范] [典例1] 下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　) 冶炼原理 方法 A 2HgO2Hg＋O2↑ 热分解法 B 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 电解法 C Cu2S＋O22Cu＋SO2 热分解法 D Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3 热还原法 解析：C　[活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。] [规律总结]　同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、金属的用途等来确定，如金属Cu可用热还原法、湿法冶炼。 [学以致用] 1．冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ.火烧孔雀石炼铜；Ⅱ.湿法炼钢。现代有：Ⅲ.铝热法炼铬；Ⅳ.从光卤石(MgCl2·6H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是(　　) A．Ⅰ，①　　　　　　　 B．Ⅱ，② C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④ 解析：B　[金属冶炼方法的选择与金属在自然界中存在的状态、金属活动性等有关，需要在理解的基础上加以记忆。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ发生的反应分别是： Ⅰ.Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O C＋2CuO2Cu＋CO2↑ Ⅱ.Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Ⅲ.2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr Ⅳ.先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融的MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 则Ⅰ属于方法①，Ⅱ属于方法③，Ⅲ属于方法③，Ⅳ属于方法④。综上分析，B选项不正确。] 　　 海水资源的综合利用 1．海水制盐 (1)方法：把海水引到盐田上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。 (2)原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。 (3)食盐用途： ①氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ②制钠和氯气：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 2．海水提溴 海水提溴的主要反应原理为： 浓缩海水Br2溴蒸气HBrBr2(液体) (1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩。 (2)氧化：向经过酸化的浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。 (3)富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。 (4)提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。 3．海水提镁 (1)反应流程 (2)有关反应的化学方程式 ①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2。 ②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。 ③MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。 ④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 4．海带中提碘 (1)海带中含有碘元素的检验 ①反应原理 2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。 ②实验步骤 (2)海带中提碘 ①流程 海带→灼烧成灰→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。 ②主要的化学反应原理 Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 [温馨提示]　从海带中提取I2时，用氧化剂Cl2将I－氧化为I2，然后用有机溶剂(如CCl4)萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将I2与有机溶剂分离开。 [典例示范] [典例2] 海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验室中提取碘的流程如下： ―→ (1)实验操作③的名称是　________　，所用主要仪器名称为　________　。 (2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是　________　(填序号)。 A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃) C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃) (3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)　________　溶液，反应的离子方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 A．KIO3 B．HClO C．KI D．Br2 (4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是 ________________________________________________________________________。 [解析]　从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为ICl＋KI===I2＋KCl。 [答案]　　(1)萃取分液　分液漏斗　(2)B、D (3)C　ICl＋I－===I2＋Cl－　(4)蒸馏法 [学以致用] 2．海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳　②向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥 ④电解得到产物。 (1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是　________　(填序号)。 A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应 (2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是　________　(填序号)。 A．此法的优点之一是原料来自大海 B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2 C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁 D．电解冶炼镁要消耗大量电能 解析：(1)从海水中提取镁的全过程中，涉及到的反应有： ①把贝壳制成石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑，分解反应；CaO＋H2O===Ca(OH)2，化合反应。 ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，复分解反应。 ③沉淀物与盐酸反应：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，复分解反应。 ④电解：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，分解反应。未涉及置换反应。 (2)由于MgO的熔点高，不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg。 答案：(1)C　(2)C 1．我国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是(　　) A．蒸馏　 B．蒸发 C．过滤　 D．搅拌 解析：B　[实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，与海水晒盐的原理是相似的。] 2．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是(　　) A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 解析：D　[海水经过蒸发可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl－、Br－、I－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C选项中，需要电解饱和食盐水获取。] 3．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶，其先后顺序正确的是(　　) A．②④⑤③① B．③②④①⑤ C．③④②⑤① D．②④③⑤① 解析：D　[由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。] 4．从海水中提取的溴占世界溴年产量的左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是(　　) A．SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性 B．SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性 C．从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取 D．SO2是形成酸雨的唯一污染物 解析：B　[因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取剂(从溴水中提取溴)。酸雨有硫酸型酸雨(主要由SO2导致)和硝酸型酸雨(主要由NO和NO2导致)两种。] 5．目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下： 提示：①MgCl2晶体的化学式为MgCl2·6H2O； ②MgO的熔点为2 852 ℃，无水MgCl2的熔点为714 ℃。 (1)操作①的名称是　________　，操作②的名称 　________　、　________　、过滤。 (2)试剂a的名称是　______________　。 (3)用电解氯化镁生产金属镁的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)工业上是将氢氧化镁转化为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质；而不采用加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)操作①的名称是过滤，得到固体溶质。操作②的名称是蒸发浓缩、冷却(或降温)结晶。 (2)溶解固体Mg(OH)2使之转化为MgCl2溶液需要加入HCl溶液。(3)在工业上用电解熔融氯化镁的方法来生产金属镁，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。(4)工业上采用电解MgCl2而不采用电解MgO的方法制金属镁，其原因是MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本。 答案：(1)过滤　蒸发浓缩　冷却(或降温)结晶 (2)HCl溶液(或盐酸) (3)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ (4)MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本 一、单项选择题 1．已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是(　　) A．电解法　　　　　 B．热还原法 C．热分解法 D．铝热法 解析：A　[锂是活泼金属，用电解熔融LiCl的方法冶炼。] 2．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　) A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质 B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2 D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能 解析：C　[海水中的钾元素是以化合态形式存在，要由化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，故A不正确；海水蒸发制海盐，发生了物理变化，B也不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此D也不正确。] 3．下列有关金属的工业制法中，正确的是(　　) A．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液 B．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁 C．制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁 D．制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝 解析：C　[电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气，电解熔融的氯化钠可生成金属钠和氯气，故A错误；用海水为原料，经一系列过程制得氢氧化镁固体，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融的氯化镁生成镁和氯气，故B错误；CO还原氧化铁可以生成铁和二氧化碳，故C正确；从铝土矿中获得氧化铝，电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，故D错误。] 4．下列有关工业生产的叙述不正确的是(　　) A．用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴 B．在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂 C．利用“海水→氯化钠→金属钠→氢氧化钠”的工艺流程生产烧碱 D．利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁 解析：C　[A项，用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴，正确；B项，在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂，正确；C项，工业上通过电解饱和食盐水来生产烧碱，错误；D项，利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁，正确。] 5．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4 解析：D　[不必逐一写出化学方程式，分析金属元素的化合价变化即可。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需获得的电子数越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，消耗铝越少。选项提供的金属氧化物中，金属的化合价分别为：Mn(＋4)，W(＋6)，Cr(＋3)，Co。Co化合价最低，消耗铝最少。] 6．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(　　) ①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气 ⑤盐酸 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 解析：A　[在氯碱工业中，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2与Cl2化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，制取Cl2和金属钠。在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。] 7．下列金属的冶炼属于热还原法的是(　　) A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B．WO3＋3H2W＋3H2O C．Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 D．2Ag2O4Ag＋O2↑ 解析：B　[A项，电解熔融的氯化钠制备金属钠为电解法，错误；B项，加热条件下，氢气还原WO3生成W和水，属于热还原法，正确；C项，铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，属于湿法炼铜，错误；D项，氧化银受热分解生成银和氧气，属于热分解法，错误。] 二、不定项选择题 8．水资源非常重要，海水淡化是海岛地区提供淡水的重要手段，所谓海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程(又称海水脱盐)，其方法较多，如电渗析法、离子交换法和膜分离法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是(　　) A．过滤法 B．蒸馏法 C．分液法 D．萃取法 解析：B　[A.通过过滤不能把水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化，选项A错误；B.蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来，得到纯净的水，选项B正确；C.利用分液法不能实现把水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化，选项C错误；D.对于微溶于水的有机物，可用萃取法，水中没有微溶于水的有机物，选项D错误；答案选B。] 9．海水淡化可采用膜分离技术，如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能透过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分的变化进行分析，正确的是(　　) A．溶质质量增加 B．溶液质量不变 C．溶剂质量减少 D．溶质质量分数增大 解析：CD　[右侧海水中水分子能透过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能透过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。] 10．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．试剂1可以选用氢氧化钠 B．从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为 　2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗 D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO 解析：AC　[A项，应该用石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1为石灰乳，氢氧化钠价格较贵，错误；B项，氯气能将溴离子氧化为溴单质，反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，正确；C项，氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，错误；D项，氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，正确。] 三、非选择题 11．海水中含有丰富的Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等化学资源。将海水淡化与浓缩海水结合是综合利用海水资源的途径之一。以浓缩海水为原料，通过一系列工艺流程可以提取Mg、Br2等产品。 (1)如图是采用膜分离技术的海水淡化示意图。 淡化膜可以让水分子通过，而海水中其他分子和离子均不能通过。加压后，左侧淡水中增加的是　________　(填字母)。 a．溶质质量 B．溶剂质量 c．溶质的质量分数 (2)从海水中提取镁的主要步骤如下： ①操作a的名称是　____________　。 ②写出B冶炼金属镁的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是以预先经过酸化的浓缩海水为原料，通过以下步骤提取溴： 步骤一：用氯气置换溴离子使之成为单质溴； 步骤二：通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸； 步骤三：用氯气将氢溴酸氧化得到产品溴。 ①步骤一和步骤二的目的是 ________________________________________________________________________。 ②步骤二中发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由图示知，水分子可以透过淡化膜到左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。故尽管左侧海水中的离子个数不变，溶质的质量不变，但水分子却在增大，溶剂质量增大，溶液质量增大，因此浓度会越来越小，即溶质的质量分数减小，故选b。 (2)①在海水中加入石灰水，得到氢氧化镁沉淀，因此操作a为过滤；②电解熔融的氯化镁冶炼金属镁的化学方程式为MgCl2(熔融)电解,Mg＋Cl2↑。 (3)①步骤一用氯气置换溴离子使之成为单质溴，步骤二通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸，目的是富集溴；②步骤二中发生反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。 答案：(1)b (2)①过滤 ②MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ (3)①富集溴 ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 12．Ⅰ.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，其中Ti化合价为＋4价)制取TiO2，其主要流程如下： Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 向甲溶液中加入铁的目的是 ________________________________________________________________________。 Ⅱ.金属钛耐酸腐蚀，还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如下： 试回答下列问题： (1)已知反应①通常在800～900 ℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，其中当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为　________　 mol。 (2)反应②通常在800 ℃的条件下进行，通入氩气的目的是 ________________________________________________________________________； 分离反应②的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(简述操作过程)。 (3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是 ________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式是Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；因为最终得到绿矾，所以应将铁离子还原为亚铁离子，加入铁的目的是把铁离子还原为亚铁离子。 Ⅱ.(1)反应①的反应物为TiO2、C、Cl2，结合流程图知有TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO，所以反应的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2800～900 ℃,TiCl4＋2CO，在反应中碳被Cl2氧化，当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂(C)的物质的量为1 mol。(2)反应②中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气氧化，所以通入氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化；此法制得的金属钛中含有少量金属镁，结合镁和钛(题中信息：钛耐腐蚀)性质可知，可采用盐酸或硫酸酸洗镁和钛的混合物即可除去Mg。(3)由流程图知，可循环使用的物质为Cl2、Mg以及海绵钛除杂时生成的MgCl2等。 答案：Ⅰ.Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　将Fe3＋转化为Fe2＋ Ⅱ.(1)1 (2)氩气作保护气，防止镁、钛被氧化　将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得纯净的钛 (3)Cl2、Mg和MgCl2 学科网（北京）股份有限公司 $