Question

21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)．下面是利用鈦白粉（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_(kāi)______；
（2）回答下列問(wèn)題；
①如圖為鎂元素的某種粒子結(jié)構(gòu)示意圖，該圖表示（填序號(hào)）______．

A．分子B．原子C．陽(yáng)離子D．陰離子
鎂原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，鎂是一種（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_(kāi)_____．
③以化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類(lèi)別為橫坐標(biāo)所繪制的圖象叫價(jià)類(lèi)圖．如圖為鎂的價(jià)類(lèi)圖，請(qǐng)分析該圖后填寫(xiě)：

A處的化學(xué)式為：______，
B處的物質(zhì)類(lèi)別是：______．
（3）反應(yīng)II可獲得海錦鈦，化學(xué)方程式表示為T(mén)iCl₄+2Mg

高溫 .

Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)在下列哪種環(huán)境中進(jìn)行______（填序號(hào)）．
A．稀有氣體中B．空氣中C．氮?dú)庵蠨．CO₂氣體中
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有______．
（5）反應(yīng)II可通過(guò)如下反應(yīng)制得，TiCl₄+2Mg

高溫 .

Ti+2MgCl₂．若要制得24g鈦，需要鎂的質(zhì)量是多少克？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）
______．

Answer 1

（1）由流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳；
（2）①此微粒質(zhì)子數(shù)為12，核外電子數(shù)為10，是鎂離子，屬于陽(yáng)離子，鎂原子最外層上應(yīng)該有2個(gè)電子，易失去電子成為陽(yáng)離子，屬于活潑的金屬元素．
②根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，氮元素化合價(jià)為-3價(jià)，鎂元素為+2價(jià)，因此氮化鎂的化學(xué)式為Mg₃N₂；
③堿為Mg（OH）₂碳酸鎂屬于鹽．
（3）根據(jù)第（2）小題中的信息，鎂除了能與氧氣反應(yīng)，還可以與氮?dú)�，二氧化碳等反�?yīng)，因此TiCl₄+2Mg

高溫 .

Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)應(yīng)該在稀有氣體的環(huán)境中進(jìn)行．
（4）由工業(yè)流程圖可知生成物中的鎂和氯氣可循環(huán)使用
（5）根據(jù)化學(xué)方程式TiCl₄+2Mg

高溫 .

Ti+2MgCl₂．中鈦的質(zhì)量可求出參加反應(yīng)的鎂的質(zhì)量
故答案為：（1）2Cl₂+TiO₂+2C

高溫 .

TiCl₄+2CO
（2）①C　活潑；②Mg₃N₂　　�、跰g（OH）₂　　　鹽
（3）A　　　　　　
（4）Mg、Cl₂．
（5）設(shè)參加反應(yīng)的鎂的質(zhì)量為x
TiCl₄ +2Mg

高溫 .

Ti+2MgCl₂
48 48
x 24g

48

x

=

48

24g

x=24g
答：需要參加反應(yīng)的鎂的質(zhì)量為24g．