中考题原创钛金属被誉为第四金属 答案和解析.docx

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中考题原创钛金属被誉为第四金属答案和解析

中考题原创：

钛金属被誉为第四金属

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．二氧化钛（TiO2）可用于制作家用白色涂料，下列有关该物质的说法错误的是（　　）

A．该物质的相对分子质量为80

B．该物质中没有金属元素

C．钛、氧元素的质量比为3：

2

D．Ti元素的化合价为＋4

2．我国“神舟”系列飞船利用镍钛合金制成的太阳能电池板，在低温下被折叠，进入太空运行轨道后，在阳光照射下可自然展开，恢复成原状。

下列有关这种镍钛合金的认识错误的是（　　）

A．这种材料的形状变化属于物理变化B．具有形状记忆功能

C．还可制造眼镜架D．具有良好的相容性

3．如图是钛元素在元素周期表中的部分信息，下列说法不正确的是

A．钛元素属于金属元素B．钛元素的相对原子质量是47.87

C．钛原子核内有22个质子D．钛元素的原子序数为26

4．雄伟壮丽的国家大剧院主体建筑表面安装了2万多块钛（Ti）合金板，已知钛原子核内有22个质子，则下列叙述正确的是（）

A．TiO2中含有氧分子B．Ti可以表示一个钛原子

C．Ti4+核外有26个电子D．CaTiO3属于金属氧化物

5．钛和钛合金是新型的结构材料，具有很多优良的性能，可制造现代超音速大型飞机的结构部件。

下列有关钛和钛合金说法中不正确的是（　　）

A．钛合金密度小，可减轻飞机质量

B．钛合金属于金属材料，机械强度大

C．钛合金耐高温，可以有效防止飞机高速飞行时被烧损

D．钛合金的抗腐蚀性能不如不锈钢

6．钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。

根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（）

A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机

C．用来制造人造骨D．用于制造船舶

7．钛金属被誉为第四金属，月球土壤中含有丰富钛铁矿，主要成分为TiO2、Fe2O3等，若用C还原TiO2，相关的化学原理为TiO2＋2C

Ti＋2CO↑，该反应的基本类型是（　　）

A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应

8．金属钛（Ti）抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初。

以金红石（主要成分是TiO2）为原料生产金属钛的步骤主要有：

①在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气（Cl2），得到TiCl4和一种可燃性气体；②在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2。

下列说法不正确的是（　　）

A．①中的反应TiO2＋2C＋2Cl2

TiCl4＋2CO

B．②中的稀有气体的作用是隔绝空气，防止金属氧化

C．②中发生的反应为置换反应

D．金属钛在常温下极易与O2反应

二、流程题

9．钛金属具有硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下：

（1）钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁，钛酸亚铁的化学式FeTiO3，其中钛的化合价为_____价。

（2）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，该反应的化学方程式_____。

则上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属杂质，可加入_____除去。

10．钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下，请回答：

（1）钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁，测定出钛酸亚铁的化学式用FeTiOx表示，若钛元素的化合价为＋4价，则化学式中的x＝_____。

（2）在氩气作保护气的环境中，TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，该反应的化学方程式为_____，其反应的基本类型是_____。

（3）上述冶炼钛生产过程中得到金属钛，还得到金属铁，为了除去钛金属中混有少量金属杂质，可加入_____除去，并请举出铁的一种用途有_____。

（4）金属矿物的储量有限，而且不能再生。

能有效保护钛金属资源的措施是_____（填序号）

①回收利用废旧金属制品；

②任意开采钛金属矿石；

③钛金属抗腐蚀性能好，可随意堆放储存；

④寻找、开发金属的代用品；

⑤国家部门宏观控制钛业产能；

三、科学探究题

11．某同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣，开展对钛金属与铁的活动性顺序、钛合金具有广泛用途的探究与讨论，设计并进行了如下探究，并请你一同参与：

（一）金属钛与铁的活动性顺序的探究：

实验步骤

实验现象

实验结论

取适量的钛金属放入试管中，加入硫酸亚铁溶液中，

钛的表面有_____色物质生成

钛的活动性顺序_____铁（“＜、＞或＝”）

（二）对物质性质决定其用途的讨论：

（1）钛是比较活泼的金属，为什么耐腐蚀性却很强？

请你分析可能的原因是_____：

（2）钛合金与人体具有很好的相容性，请你说明钛合金的用途有哪些？

_____。

四、计算题

12．钛（Ti）被誉为21世纪的“明星金属”，我国深海探测器“蛟龙”号的耐压球壳由钛合金制造。

工业上生产钛的化学方程式为4Na＋TiCl4

Ti＋4NaCl。

（1）四氯化钛中氯元素的质量分数。

（结果保留到一位小数）

（2）现消耗46吨钠，可生产钛的质量为多少？

参考答案

1．B

【分析】

A、根据化合物的相对分子质量等于各元素原子相对原子质量的总和分析判断；

B、根据元素的分类的知识进行分析判断；

C、根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析判断；

D、根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合二氧化钛的化学式进行判断。

【详解】

A、二氧化钛的相对分子质量为48+16×2=80，故选项说法正确；

B、二氧化钛中的钛元素带有“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法错误；

C、二氧化钛中钛、氧元素的质量比为48:

（16×2）=3:

2，故选项说法正确；

D、氧元素显-2，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：

x+（-2）×2=0，则x=+4，故选项说法正确。

故选：

B。

【点睛】

本题难度不大，掌握利用化合价的原则计算指定元素的化合价的方法、化学式的计算、元素的分类等是正确解答本题的关键。

2．D

【分析】

根据镍钛合金的特点是具有形状记忆功能、良好的延展性、良好的导电性等进行解答。

【详解】

A.在低温下被折叠，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，只是形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，故A正确；

B.在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，说明具有形状记忆功能。

故B正确；

C.镍钛合金具有形状记忆功能，还可制造眼镜架，故C正确；

D.在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，不能说明具有良好的相容性，故D错误。

故选D。

【点睛】

本题难度不大，掌握镍钛合金的特点是正确解答本题的关键。

3．D

【分析】

元素周期表中，方格中左上角是原子序数，右上角是元素符号，中间是元素名称，下面是相

对原子质量；原子中，核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数；除汞外，金属元素的名称都带金字旁，非金属元素的名称不带金字旁；相对原子质量=质子数+中子数，单位不是g。

【详解】

A、除汞外，金属元素的名称都带金字旁，非金属元素的名称不带金字旁，钛元素是金属元素，说法正确；故不符合题意；

B、元素周期表中，方格中左上角是原子序数，右上角是元素符号，中间是元素名称，下面是相对原子质量，钛元素相对原子质量是47.87，说法正确；故不符合题意；

C、原子中，核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数，钛原子核内有22个质子，说法正确；故不符合题意；

D、原子中，核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数，钛元素的原子序数为22，说法不正确；故符合题意；

故选D

【点睛】

元素周期表反映了元素之间的内在联系，要注意理解和应用。

4．B

【详解】

A、化学式中元素符号右下角的数字表示一个分子中原子的个数，所以一个二氧化钛分子中有两个氧原子，不含有氧分子，故A错误；

B、元素符号可以表示一种元素，也可以表示一个原子，Ti可以表示一个钛原子，故B正确；

C、同一原子中，质子数=核外电子数阳离子所带电荷的数值等于一个原子失去电子数，Ti4+核外有18个电子，故C错误；

D、由两种元素组成，且其中一种是氧的化合物叫氧化物。

CaTiO3中含有三种元素，不属于金属氧化物，故D错误。

故选B。

5．D

【分析】

金属材料包括纯金属和合金，由于合金比组成它的任何一种金属的硬度都大，因此合金比纯金属的利用率高；钛合金属于金属材料，机械强度高；根据由题目的信息分析解答。

【详解】

金属材料包括纯金属和合金，钛合金属于金属材料，机械强度高；由题目的信息可知：

制造飞船用了大量的钛合金，钛合金具有很多优良的性能，大量用于制造军用超音速飞机的结构部件，说明钛合金的密度小，可以减轻飞机重量；也说明钛合金耐高温，可以有效防止飞机高速飞行时被烧损；也说明钛合金的硬度大，耐腐蚀，抗腐蚀性能高于不锈钢。

故选：

D。

【点睛】

本题难度不大，掌握掌握镍钛合金的性质、用途是正确解答本题的关键。

6．A

【详解】

A、保险丝应该用熔点比较低的金属材料做，钛及其合金熔点高，不适合做保险丝，故A项错误；

BD、因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于制造航天飞机和船舶，故B、D项正确；

C、因为钛合金与人体有很好的“相容性”，所以可用来制造人造骨。

故选A。

7．C

【分析】

反应的基本类型有四种：

化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应；置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。

【详解】

A.化合反应是多变一，故选项错误；

B.分解反应是一变多，故选项错误；

C.

是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。

故选项正确；

D.复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，故选项错误；

故选：

C。

【点睛】

本题考查化学反应的四种基本反应类型，掌握置换反应的概念是正确解答本题的关键。

8．D

【分析】

A、根据在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气（Cl2），得到TiCl4和一种可燃性气体分析；

B、根据稀有气体的化学性质稳定分析；

C、根据置换反应的概念分析；

D、根据金属钛常温下化学性质稳定分析。

【详解】

A、在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气（Cl2），得到TiCl4和一种可燃性气体，反应①中的化学方程式为

，故选项正确；

B、稀有气体的化学性质稳定，反应②中的稀有气体的作用是隔绝空气，防止金属被氧化，故选项正确；

C、在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2，反应②是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应，故C选项正确；

D、金属钛抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初，说明其性质稳定，常温下不与氧气反应，故选项错误。

故选：

D。

【点睛】

掌握金属钛的化学性质、置换反应的概念是正确解答本题的关键。

9．＋4

稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）

【分析】

（1）根据钛酸亚铁的FeTiO3化学式及化合物中元素化合价的代数和为0，计算钛的化合价；

（2）根据TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，以及质量守恒定律书写方程式；根据上述生产过程中的操作判断得到的金属钛中混有少量金属杂质为镁，再根据钛和镁的化学性质判断除杂选择的试剂。

【详解】

（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，设钛元素的化合价为x，化合物中元素化合价的代数和为0，（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，所以钛的化合价为+4；

（2）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，根据质量守恒定律，还应有氯化镁，该反应的化学方程式为：

；根据上述生产过程中的操作判断得到的金属钛中混有少量金属杂质为镁，而钛不能与酸反应，镁能与酸反应，要除去镁，可加入稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）。

【点睛】

掌握根据化合式计算元素的化合价、化学方程式的书写、除杂质的方法是正确解答本题的关键。

10．3

置换反应稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）修建建筑物与桥梁、制造炊具和医疗器械等①④⑤

【分析】

（1）根据钛酸亚铁的化学式（FeTiOx）及化合物中元素化合价的代数和为0，计算x的数值；

（2）根据TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，以及质量守恒定律书写方程式，并判断其基本反应类型；

（3）根据上述生产过程中的操作判断得到的金属钛中混有少量金属杂质为镁，根据钛和镁的化学性质判断除杂选择的试剂；再根据铁的性质分析。

（4）根据保护钛金属资源的措施分析解答。

【详解】

（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiOx，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，（+2）+（+4）+（-2）x=0，x=3；

（2）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，根据质量守恒定律，还应有氯化镁，该反应的化学方程式为：

；该反应中反应物为单质镁和化合物四氯化钛，生成物为单质钛和化合物氯化镁，其反应的基本类型为置换反应；

（3）根据上述生产过程中的操作判断得到的金属钛中混有少量金属杂质为镁，而钛不能与酸反应，镁能与酸反应，要除去镁，可加入稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）；铁的用途有：

修建建筑物与桥梁、制造炊具和医疗器械等；

（4）金属矿物的储量有限，而且不能再生。

能有效保护钛金属资源的措施有：

回收利用废旧金属制品、寻找、开发金属的代用品、合理开采矿石等。

①回收利用废旧金属制品，此措施正确；②任意开采钛金属矿石，此措施错误；③钛金属抗腐蚀性能好，可随意堆放储存，此措施错误；④寻找、开发金属的代用品，此措施正确；⑤国家部门宏观控制钛业产能，此措施正确。

故选：

①④⑤。

【点睛】

掌握根据化合式计算元素的化合价、化学方程式的书写、除杂质的方法、保护金属资源的措施等是正确解答本题的关键。

11．黑＞钛的表面易形成致密的氧化物保护膜制造人造骨

【分析】

（一）根据在金属活动性顺序中，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来分析；根据钛的化学性质分析；

（2）根据物质的性质决定物质的用途分析解答。

【详解】

（1）取适量的钛金属放入试管中，加入硫酸亚铁溶液中，钛的表面有黑色物质生成，说明金属的活动性顺序：

钛＞铁；

（二）

（1）钛是比较活泼的金属，耐腐蚀性却很强，可能的原因是钛能和氧气反应，易形成致密的氧化物保护膜。

（2）钛合金与人体具有很好的“相容性”，在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，钛可以制作人造骨。

【点睛】

本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。

12．

（1）74.7%；

（2）24t

【分析】

（1）根据物质的化学式计算组成元素的质量分数；

（2）根据反应的化学方程式及其提供的数据进行相关方面的计算。

【详解】

（1）四氯化钛中氯元素的质量分数为：

答：

四氯化钛中氯元素的质量分数为74.7%；

（2）设理论上可生产出金属钛的质量为x，

x=24t，

答：

理论上可生产出24t的金属钛。

【点睛】

题主要考查学生根据化学方程式进行计算的能力，计算时要注意规范性和准确性。