Question

【題目】金屬鈦因為有神奇的性能越來越引起人們的關注。常溫下鈦不與非金屬及強酸反應，加熱時卻可以和常見的非金屬單質反應。鈦是航空、軍工、電力等工業領域的重要原材料。地殼中的鈦礦石之一是金紅石（主要成分是TiO2），目前大規模生產鈦的方法是：

(1)使金紅石與炭粉混合，在高溫條件下反應，再通入氯氣，制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應的化學方程式是_____________________。

(2)在氬氣的氣流中，高溫下用過量的鎂和TiCl4反應可制得金屬鈦。寫出該反應的化學方程式：___________________________________。

(3)從上述反應的混合物中分離出金屬鈦。寫出簡單的分離步驟和有關的化學方程式。_____________________________

Answer 1

【答案】 TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO 2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti 向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反應后過濾，用蒸餾水洗滌過濾后得到的固體；Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑

【解析】本題是信息題，根據題中提供的信息，利用已有知識對信息進行分析處理，此題主要用到的已有知識是質量守恒定律和化學方程式的書寫。

（1）反應制得TiCl4和一種可燃性氣體，可知生成兩種物質，根據反應前后元素種類不變，反應前的物質含C、O、Ti、Cl四種元素，反應后只能明確在TiCl4中含有Ti、Cl兩種元素，判斷可燃性氣體應含有C、O兩種元素，由C、O元素組成的可燃性氣體為CO氣體，故反應的方程式為：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；

（2）在氬氣的氣流中，高溫下用過量的鎂和TiCl4反應可制得金屬鈦。根據化學反應中元素種類不變的規律可知：還生成氯化鎂，故反應的方程式為：2Mg＋TiCl4 2MgCl2＋Ti；

（3）常溫下Ti不與非金屬及強酸反應，所得產物Ti中混有過量Mg，鎂能與硫酸反應，可利用稀硫酸，將鈦中的鎂除去而得到純凈金屬鈦。其分離步驟為：向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反應后過濾，用蒸餾水洗滌過濾后得到的固體。化學方程式為：Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑