苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用随堂练习题

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用随堂练习题，共17页。试卷主要包含了汞合金是目前使用较多的补牙材料，某合金与铁的物理性质比较如下，下列说法正确的是，下列不属于新型合金材料的是等内容，欢迎下载使用。

A．汞合金是一种具有金属特性的物质
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
2．某合金与铁的物理性质比较如下：
从以上性能看，该合金不适合制成( )
A．导线 B．门窗
C．炉具 D．飞机外壳
3．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据下表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不易采取这种方法制取的是( )
A．Fe—Al合金 B．Na—Al合金
C．Na—Fe合金 D．Mg—Al合金
4．碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是( )
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔、沸点比Zn的低
D．它的硬度和强度比Cd的大
5．下列说法正确的是( )
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
6．铝硅合金(Si的质量分数为13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝，②硅，③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是( )
A．①③② B．③①②
C．③②① D．②①③
7．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．盛放食醋 B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢 D．用碱水洗涤
8．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的( )
A．延展性 B．导电性
C．弹性 D．导热性
9．铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法正确的是( )
A．铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B．常温下不与任何酸、碱反应
C．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富，仅次于铁
D．工业上通常用钠与铝盐溶液反应来制备铝
10．下列不属于新型合金材料的是( )
A．储氢合金 B．形状记忆合金
C．不锈钢 D．镍钴耐热合金
11．(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前，为了表彰门捷列夫对化学做出的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金，其原因是 (填字母，下同)。
A．铝是稀有金属
B．铝矿开采困难
C．缺乏廉价的铝冶炼技术
D．铝熔点高，作为材料不易加工
(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点
是 (多选)。
A．汽车重量减轻 B．铝的导电性能好
C．降低成本 D．铝的冶炼比铁容易
(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还掺入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是 (多选)。
A．增强导电性 B．增强美观
C．增加强度 D．增加运算速度
12．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3eq \(=====,\s\up17(△))TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2eq \(=====,\s\up17(△))TiCl4＋2CO
⑤TiCl4＋2Mgeq \(=====,\s\up17(△))2MgCl2＋Ti
(1)针对以上五个反应，下列叙述错误的是 。
A．反应①③是非氧化还原反应
B．反应②生成了两种酸
C．反应④中的TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强
(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是 。
A．钛是像金、铂一样的不活泼金属
B．金属钛的表面易形成致密的氧化膜
C．钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应
D．钛有很高的强度
13．所谓合金，必须是( )
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上金属(或金属与非金属) ③耐腐蚀 ④耐高温 ⑤具有金属特性
⑥铸造性能好
A．①②④ B．①②③④⑤⑥
C．①②⑤ D．②③⑤
14．下列有关铁和铁合金的说法错误的是( )
A．生铁比铁软 B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金 D．生铁的熔点比纯铁低
15．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
16．下列关于新型合金材料说法不正确的是( )
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于组分金属这一特点可制得耐热合金
17．青铜的主要成分是铜和锡，锡的熔点是232 ℃，含锡25%的青铜熔点约为800 ℃，《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚，燔(烧)之则为淖(液体)”。下列说法正确的是( )
A．在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀
B．合金的熔点一定低于各组分金属的熔点
C．铜和锡在元素周期表均位于第四周期
D．“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各组分金属的特点
18．自然界中常见金属元素含量最多的是Al，其次是铁，铜的含量较少。然而人类冶炼金属最早获得成功的反而是含量少的铜，含量最多的铝是最晚冶炼出来。下列有关金属的说法正确的是( )
A．由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆
B．日常大量使用的不是纯金属单质而是它们的合金
C．生铁易生锈不耐腐蚀，但纯铁具有耐腐蚀性，所以不锈钢应是最纯的铁
D．由于铝在空气中容易锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很短
19．下列有关金属的说法错误的是( )
A．氧化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料
B．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世纪”
C．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因此，稀土元素又称为冶金工业的维生素
D．出土的古代铜制品往往覆盖着一层铜绿，铜绿的主要成分是CuCO3
20．硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是( )
A．陶瓷餐具 B．石英钟表
C．计算机芯片 D．光导纤维
21．(双选)化学与科学发展、生产、生活密切相关。下列说法中错误的是( AC )
A．卫生部公布的首批非法食品添加剂中的三聚氰胺是一种含氮量很高的蛋白质
B．“神九”飞船返回舱的绝热层所使用的是耐高温、抗氧化的新型材料
C．“碳纳米泡沫”被称为第五形态的单质碳，与石墨互为同位素
D．陶瓷、玻璃、水泥是使用量很大的无机非金属材料，都属于硅酸盐产品
22．某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
④另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是 (写元素符号)；可能含有的下列元素是 填选项编号)。
a．Ag b．Mg c．Zn d．Fe
(2)如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是 。
23．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是 ，步骤②冷却的目的是 。
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是 ；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入 处理。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为
eq \x(TiO2)―→eq \x(TiCl4)eq \(――→,\s\up17(Mg),\s\d15(800 ℃，Ar))eq \x(Ti)
反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是 。
课时作业19 金属材料的性能及应用
1．汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法错误的是( C )
A．汞合金是一种具有金属特性的物质
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
解析：合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，所以A正确；合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，所以B正确；补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，C错误；而长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低。
2．某合金与铁的物理性质比较如下：
从以上性能看，该合金不适合制成( A )
A．导线 B．门窗
C．炉具 D．飞机外壳
解析：从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。
3．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据下表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不易采取这种方法制取的是( C )
A．Fe—Al合金 B．Na—Al合金
C．Na—Fe合金 D．Mg—Al合金
解析：要形成合金，必须满足各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已变为气态，所以铁和钠用加热熔化的方法不能形成合金。
4．碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是( A )
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔、沸点比Zn的低
D．它的硬度和强度比Cd的大
解析：碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金一般具有比组分金属低的熔、沸点、高的硬度和强度，故选A。
5．下列说法正确的是( D )
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
解析：不锈钢中含有非金属元素碳，A项错误；我国流通的硬币材质是合金，B项错误；铝的冶炼方法在19世纪才被发现，明朝时不可能有大量铝制餐具，C项错误；合金的机械性能一般优于其组分金属，D项正确。
6．铝硅合金(Si的质量分数为13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝，②硅，③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是( B )
A．①③② B．③①②
C．③②① D．②①③
解析：合金的熔点一般比其各组分金属的熔点都要低，所以最低的是铝硅合金。硅晶体是熔点极高的晶体。
7．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( B )
A．盛放食醋 B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢 D．用碱水洗涤
解析：A中食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀；C中用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；D中用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
8．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的( B )
A．延展性 B．导电性
C．弹性 D．导热性
解析：玻璃被击碎时，各层中间嵌有的极细金属线相连，连接报警系统，主要利用了金属的导电性。
9．铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法正确的是( A )
A．铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B．常温下不与任何酸、碱反应
C．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富，仅次于铁
D．工业上通常用钠与铝盐溶液反应来制备铝
解析：铝既能和强酸反应，又能和强碱反应，B项错误；铝元素在地壳中的含量高于铁，C项错误；钠不能从铝盐溶液中置换出铝单质，D项错误。
10．下列不属于新型合金材料的是( C )
A．储氢合金 B．形状记忆合金
C．不锈钢 D．镍钴耐热合金
11．(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前，为了表彰门捷列夫对化学做出的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金，其原因是C(填字母，下同)。
A．铝是稀有金属
B．铝矿开采困难
C．缺乏廉价的铝冶炼技术
D．铝熔点高，作为材料不易加工
(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是AC(多选)。
A．汽车重量减轻 B．铝的导电性能好
C．降低成本 D．铝的冶炼比铁容易
(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还掺入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是BC(多选)。
A．增强导电性 B．增强美观
C．增加强度 D．增加运算速度
解析：铝是一种较活泼的金属，很难被还原，当电解法冶炼铝技术被应用于生产时，生产成本降低，且铝又具有密度小、易形成性能优良的合金等特点，使铝被广泛应用。
12．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3eq \(=====,\s\up17(△))TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2eq \(=====,\s\up17(△))TiCl4＋2CO
⑤TiCl4＋2Mgeq \(=====,\s\up17(△))2MgCl2＋Ti
(1)针对以上五个反应，下列叙述错误的是C。
A．反应①③是非氧化还原反应
B．反应②生成了两种酸
C．反应④中的TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强
(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是B。
A．钛是像金、铂一样的不活泼金属
B．金属钛的表面易形成致密的氧化膜
C．钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应
D．钛有很高的强度
解析：(1)在反应①③中没有化合价的变化；反应④中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂；反应⑤，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。(2)题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B。
13．所谓合金，必须是( C )
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上金属(或金属与非金属) ③耐腐蚀 ④耐高温 ⑤具有金属特性
⑥铸造性能好
A．①②④ B．①②③④⑤⑥
C．①②⑤ D．②③⑤
解析：根据合金的定义，必须符合①②⑤，而其他性能是通过调整合金的成分及制造工艺等来改变的。故选C。
14．下列有关铁和铁合金的说法错误的是( A )
A．生铁比铁软 B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金 D．生铁的熔点比纯铁低
解析：合金的硬度一般大于各组分金属，而熔点比纯金属低；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金。故选A。
15．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( B )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
解析：一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来，A正确；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈，B错误；碳素钢是铁和碳的合金，C正确；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素，D正确。
16．下列关于新型合金材料说法不正确的是( D )
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于组分金属这一特点可制得耐热合金
解析：耐热合金的熔点很高，与合金的特征无关。
17．青铜的主要成分是铜和锡，锡的熔点是232 ℃，含锡25%的青铜熔点约为800 ℃，《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚，燔(烧)之则为淖(液体)”。下列说法正确的是( D )
A．在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀
B．合金的熔点一定低于各组分金属的熔点
C．铜和锡在元素周期表均位于第四周期
D．“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各组分金属的特点
解析：由于铁的活泼性强于锡，形成原电池后，铁作负极，在轮船外壳悬挂锡块可加快钢铁的腐蚀，A项错误；合金的熔点不一定低于各组分金属的熔点，B项错误；锡在元素周期表均位于第五周期，C项错误；合金的硬度通常大于各组分金属，D项正确。
18．自然界中常见金属元素含量最多的是Al，其次是铁，铜的含量较少。然而人类冶炼金属最早获得成功的反而是含量少的铜，含量最多的铝是最晚冶炼出来。下列有关金属的说法正确的是( B )
A．由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆
B．日常大量使用的不是纯金属单质而是它们的合金
C．生铁易生锈不耐腐蚀，但纯铁具有耐腐蚀性，所以不锈钢应是最纯的铁
D．由于铝在空气中容易锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很短
解析：A项，Al的导电性没有Cu、Ag的强，Al之所以常用是从价格方面考虑的；C项，不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等；D项，铝在空气中表面易生成氧化膜，从而对内部起保护作用，延长了铝制品的使用寿命。
19．下列有关金属的说法错误的是( D )
A．氧化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料
B．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世纪”
C．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因此，稀土元素又称为冶金工业的维生素
D．出土的古代铜制品往往覆盖着一层铜绿，铜绿的主要成分是CuCO3
解析：铜绿的主要成分为碱式碳酸铜，
化学式为Cu2(OH)2CO3，故D错误。
20．硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是( C )
A．陶瓷餐具 B．石英钟表
C．计算机芯片 D．光导纤维
解析：陶瓷餐具的成分为硅酸盐，石英和光导纤维的主要成分是二氧化硅，故应选C。
21．(双选)化学与科学发展、生产、生活密切相关。下列说法中错误的是( AC )
A．卫生部公布的首批非法食品添加剂中的三聚氰胺是一种含氮量很高的蛋白质
B．“神九”飞船返回舱的绝热层所使用的是耐高温、抗氧化的新型材料
C．“碳纳米泡沫”被称为第五形态的单质碳，与石墨互为同位素
D．陶瓷、玻璃、水泥是使用量很大的无机非金属材料，都属于硅酸盐产品
解析：三聚氰胺不是蛋白质，A项错误；“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体，C项错误，故选AC。
22．某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
④另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是Cu、Al(写元素符号)；可能含有的下列元素是a(填选项编号)。
a．Ag b．Mg c．Zn d．Fe
(2)如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是m(Al)m(Cu)＝187。
解析：(1)火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Zn、Mg、Fe等。则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。(2)该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al。
2Al ～ 3H2
2 ml 3 ml
eq \f(mAl,27 g·ml－1) eq \f(8.96 L,22.4 L·ml－1)＝0.4 ml，
m(Al)＝eq \f(0.8,3) ml×27 g·ml－1＝7.2 g，
m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g，
m(Al)m(Cu)＝7.22.8＝187。
23．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋，步骤②冷却的目的是析出绿矾(FeSO4·7H2O)。
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是绿矾(FeSO4·7H2O)；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入生石灰(或碳酸钙、废碱)处理。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为
eq \x(TiO2)―→eq \x(TiCl4)eq \(――→,\s\up17(Mg),\s\d15(800 ℃，Ar))eq \x(Ti)
反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是防止高温下镁或钛与O2、N2等反应。
解析：(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe，降温减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。(3)反应后Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。
eq \f(熔点,℃)
eq \f(密度,g·cm－3)
硬度(金刚
石为100)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐
腐蚀
金属
Na
Mg
Al
Fe
熔点/℃
97.5
649
660
1 535
沸点/℃
883
1 090
2 467
2 750
eq \f(熔点,℃)
eq \f(密度,g·cm－3)
硬度(金刚
石为100)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐
腐蚀
金属
Na
Mg
Al
Fe
熔点/℃
97.5
649
660
1 535
沸点/℃
883
1 090
2 467
2 750