Question

17．21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)．如圖1是利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：

（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃的條件下進(jìn)行，還生成一種可燃性無(wú)色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO．
（2）回答下列問題：①如圖2為鎂元素的某種粒子結(jié)構(gòu)示意圖，該圖表示C（填序號(hào)）．
A．分子  B．原子       C．陽(yáng)離子  D．陰離子
①鎂原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，鎂是一種活潑（填“活潑”或“不活潑”）金屬．除了能與氧氣反應(yīng)，還可以與氮?dú)�、二氧化碳等反�?yīng)．
②已知氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)，氮 化鎂的化學(xué)式為Mg₃N₂．
③以化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的圖象叫價(jià)類圖．如圖3為鎂的價(jià)類圖，請(qǐng)分析該圖后填寫：A處的化學(xué)式為Mg（OH）₂，B處的物質(zhì)類別是鹽．
（3）可獲得海綿鈦，化學(xué)方程式表示為TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)在下列哪種環(huán)境中進(jìn)行A（填序號(hào)）．
A．稀有氣體中  B．空氣中  C．氮?dú)庵?nbsp; D．CO₂氣體中
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有鎂、氯氣．
（5）反應(yīng)Ⅱ可通過如下反應(yīng)制得：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．若要制得24g鈦，需要鎂的質(zhì)量是24克？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯氣、碳、鈦白粉在高溫的條件下生成四氯化鈦和一氧化碳進(jìn)行分析；
（2）①根據(jù)鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖，說明鎂是一種活潑金屬，易失去電子進(jìn)行分析；
②根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則判斷；
③根據(jù)A為堿，B為鹽進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)鎂易與氧氣、二氧化碳以及氮?dú)夥磻?yīng)的角度判斷；
（4）根據(jù)電解氯化鎂生成鎂和氯氣，可循環(huán)使用；
（5）根據(jù)方程式列式計(jì)算．

解答 解：（1）氯氣、碳、鈦白粉在高溫的條件下生成四氯化鈦和一氧化碳，化學(xué)方程式為：2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO；
（2）①由鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖，說明鎂是一種活潑金屬，易失去電子，故選：C；
②已知氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)，鎂為+2價(jià)，則氮化鎂的化學(xué)式為Mg₃N₂；
③由圖象可知A為堿，即Mg（OH）₂，B為鹽；
（3）鎂易與氧氣、二氧化碳以及氮?dú)夥磻?yīng)，應(yīng)在惰性氣體中反應(yīng)，故選：A；
（4）電解氯化鎂生成鎂和氯氣，可循環(huán)使用；
（5）設(shè)需要鎂的質(zhì)量為x
TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂，
      48       48
      x        24g
     $\frac{48}{x}$=$\frac{48}{24g}$
     x=24g
故答案為：（1）2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO；
（2）①C；
②Mg₃N₂；
③Mg（OH）₂，鹽；
（3）A；
（4）鎂，氯氣；
（5）24g．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握反�?yīng)的流程以及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，難度不大．