Question

鈦（Ti）因為具有許多神奇的性能而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)，加熱時，卻可與許多常見非金屬單質(zhì)反應(yīng)，鈦時航空、宇航、軍工、電力等方面的必需原料，地殼中含鈦礦石之一稱金紅石（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氯氣制得TiCl₄ 和一種可燃性氣體，該步發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是：________．
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）此反應(yīng)的化學(xué)方程式：________；
（2）反應(yīng)后的固體混合物中除了含有金屬鈦，還有________，用________溶解后經(jīng)過濾、洗滌、干燥后可以得到純凈的金屬鈦．

Answer 1

解：第一步：因金紅石的化學(xué)式為TiO₂，由金紅石、炭粉混合在高溫條件下通入氯氣制得TiCl₄和一種可燃性氣體，根據(jù)元素守恒可推測可燃性氣體為CO，則該反應(yīng)為TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO，
第二步：（1）由過量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)，制得金屬鈦，則由元素守恒可知另一生成物為氯化鎂，方程式為：2Mg+TiCl₄2MgCl₂+Ti；
（2）因常溫下Ti不和非金屬、強酸反應(yīng)，所得產(chǎn)物Ti中混有過量Mg，則除去鎂可利用稀鹽酸，因鎂能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，則可將鈦中的鎂除去而得到純凈金屬鈦；
故答案為：第一步：TiO₂+2C+2Cl₂ TiCl₄+2CO；
第二步：（1）2Mg+TiCl₄ 2MgCl₂+Ti；
（2）鎂和氯化鎂；稀鹽酸或稀硫酸；
分析：根據(jù)金紅石的化學(xué)式，利用金紅石、炭粉混合在高溫條件下通入氯氣制得TiCl₄和一種可燃性氣體可推出氣體并書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（1）根據(jù)信息在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)，制得金屬鈦來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)常溫下Ti不和非金屬、強酸反應(yīng)，而鎂與稀鹽酸反應(yīng)，則利用鹽酸處理后過濾來獲得純凈金屬鈦．
點評：本題利用信息來考查學(xué)生金屬的冶煉，學(xué)生應(yīng)注意利用習(xí)題中的信息把握好反應(yīng)的條件、反應(yīng)物、生成物等來完成化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫．