Question

【題目】金屬鈦因?yàn)橛猩衿娴男阅茉絹?lái)越引起人們的關(guān)注。常溫下鈦不與非金屬及強(qiáng)酸反應(yīng)，加熱時(shí)卻可以和常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等工業(yè)領(lǐng)域的重要原材料。地殼中的鈦礦石之一是金紅石（主要成分是TiO2），目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：

(1)使金紅石與炭粉混合，在高溫條件下反應(yīng)，再通入氯氣，制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。

(2)在氬氣的氣流中，高溫下用過(guò)量的鎂和TiCl4反應(yīng)可制得金屬鈦。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________。

(3)從上述反應(yīng)的混合物中分離出金屬鈦。寫(xiě)出簡(jiǎn)單的分離步驟和有關(guān)的化學(xué)方程式。_____________________________

Answer 1

【答案】 TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO 2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti 向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾，用蒸餾水洗滌過(guò)濾后得到的固體；Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑

【解析】本題是信息題，根據(jù)題中提供的信息，利用已有知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，此題主要用到的已有知識(shí)是質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。

（1）反應(yīng)制得TiCl4和一種可燃性氣體，可知生成兩種物質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變，反應(yīng)前的物質(zhì)含C、O、Ti、Cl四種元素，反應(yīng)后只能明確在TiCl4中含有Ti、Cl兩種元素，判斷可燃性氣體應(yīng)含有C、O兩種元素，由C、O元素組成的可燃性氣體為CO氣體，故反應(yīng)的方程式為：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；

（2）在氬氣的氣流中，高溫下用過(guò)量的鎂和TiCl4反應(yīng)可制得金屬鈦。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素種類(lèi)不變的規(guī)律可知：還生成氯化鎂，故反應(yīng)的方程式為：2Mg＋TiCl4 2MgCl2＋Ti；

（3）常溫下Ti不與非金屬及強(qiáng)酸反應(yīng)，所得產(chǎn)物Ti中混有過(guò)量Mg，鎂能與硫酸反應(yīng)，可利用稀硫酸，將鈦中的鎂除去而得到純凈金屬鈦。其分離步驟為：向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾，用蒸餾水洗滌過(guò)濾后得到的固體�；瘜W(xué)方程式為：Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑