Question

金屬鈦（Ti）因?yàn)橛猩衿娴男阅茉絹碓揭�起人們的關(guān)注，鈦是航空、軍工、電力等領(lǐng)域的重要的原材料．地殼中的含鈦礦石之一是金紅石（TiO₂），是冶煉鈦的重要原料．
【鈦的性質(zhì)】①常溫下，鈦既不與常見非金屬單質(zhì)反應(yīng)、也不和強(qiáng)酸反應(yīng)；
②加熱時(shí)，卻可以和常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)．

（1）目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是（流程如圖所示）：
第一步：使TiO₂與C混合，在高溫條件下反應(yīng)，再通入Cl₂，制得TiCl₄和一種可燃性氣體X．請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)物、生成物前后的變化，推測X的化學(xué)式：

 

．
第二步：在氬氣的氣流中，高溫下用過量的Mg和TiCl₄發(fā)生置換反應(yīng)制得鈦．寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；過程中氬氣的作用：

 

．
（2）上述反應(yīng)制得的金屬鈦往往會(huì)混有另外一種金屬單質(zhì)雜質(zhì)，該雜質(zhì)為：

 

；可以用何種試劑除去

 

（填試劑名稱）．

Answer 1

分析：（1）第一步：根據(jù)質(zhì)量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變推斷X的化學(xué)式；
第二步：氬氣屬于稀有氣體常用于保護(hù)氣；根據(jù)在氬氣的氣流中，高溫下過量的Mg和TiCl₄發(fā)生的置換反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式．
（2）根據(jù)制取鈦的過程分析常混入的金屬雜質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析除去的方法．

解答：解：（1）第一步：由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種可燃性氣體，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素種類不變的規(guī)律可知：該可燃?xì)怏w含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的可燃物只有一氧化碳，化學(xué)式是：CO．
第二步：在氬氣的氣流中，高溫下用過量的Mg和TiCl₄發(fā)生置換反應(yīng)制得鈦．此反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；由于氬氣屬于稀有氣體，性質(zhì)很穩(wěn)定，常用作保護(hù)氣，防止在高溫下鈦與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)．
（2）由制取鈦的過程可知，要加入過量的鎂，所以，混有另外一種金屬單質(zhì)雜質(zhì)為鎂．由于鎂能與鹽酸反應(yīng)，鈦不與鹽酸反應(yīng)，可用鹽酸除去．
故答為：（1）X的化學(xué)式為CO；2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；保護(hù)氣，防止在高溫下鈦與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)；（2）鎂；稀鹽酸．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查物質(zhì)的推斷和化學(xué)方程式的書寫，此類題目關(guān)鍵是能根據(jù)題干信息確定反應(yīng)物、生成物的名稱與反應(yīng)條件．