Question

鈦(Ti)因為具有神奇的性能越來越引起人們的關(guān)注。常溫下鈦不和非金屬、強酸反應(yīng)。紅熱時，卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一是金紅石(TiO₂)，目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：第一步：金紅石、碳粉混合，在高溫條件下通入Cl₂制得TiCl₄和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________，該反應(yīng)的還原劑是________。

第二步：在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦。

(1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。

(2)簡述從上述所得產(chǎn)物中獲取金屬鈦的步驟___________________________ _______________________________________________________________________。

Answer 1

解析：　因為鈦①常溫下不與非金屬、強酸反應(yīng)，②紅熱時可與常見非金屬單質(zhì)反應(yīng)，可類比一般不活潑金屬氧化物，選用碳做還原劑制取金屬，金屬與Cl₂生成氯化物。兩反應(yīng)合并的化學(xué)方程式為：TiO₂＋2C＋2Cl₂TiCl₄＋2CO。

第二步：(1)Mg為活潑金屬，在氬氣作為保護氣的環(huán)境中還原TiCl₄：2Mg＋TiCl₄2MgCl₂＋Ti。(2)還原出的Ti與Mg混合，分離時用強酸，因鈦不與強酸反應(yīng)，而Mg溶于強酸中，然后過濾、洗滌，即可得純凈鈦。

答案：　第一步：TiO₂＋2C＋2Cl₂TiCl₄＋2CO　C

第二步：(1)2Mg＋TiCl₄2MgCl₂＋Ti

(2)將還原后的產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中，然后過濾、洗滌，即可得到純凈的鈦