Question

金屬鈦（Ti）因?yàn)榫哂衅嫣氐男阅埽�被譽(yù)為“未來(lái)金屬”．它是航空、宇航、軍工、電力等方面的必需材料．在常溫下鈦不與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)；紅熱時(shí)，卻可以與許多常見非金屬反應(yīng)．地殼中含鈦的礦石之一是金紅石（TiO₂）．目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：第一步，將TiO₂和炭粉混合，在高溫下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種能降低血紅蛋白輸氧能力的可燃性氣體．第二步，用過量的鎂在高溫下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦．
（1）試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________；________．
（2）用化學(xué)方程式表示如何除去鈦中多余的鎂：________．

Answer 1

解：首先在═左側(cè)寫出反應(yīng)物，在═右側(cè)寫出產(chǎn)物；運(yùn)用最小公倍數(shù)法，配平化學(xué)方程式；即以氧原子為標(biāo)準(zhǔn)，氧原子的最小公倍數(shù)為2，則TiO₂的計(jì)量數(shù)為2÷2=1，CO的計(jì)量數(shù)為2÷1=2，C的計(jì)量數(shù)為2，TiCl₄的計(jì)量數(shù)為1，Cl₂的計(jì)量數(shù)為2；配平后在═上方寫出反應(yīng)條件：高溫；因反應(yīng)前有氣體物質(zhì)（Cl₂），所以CO后不加氣體符號(hào)↑．故答案為：TiO₂+2C+2Cl₂高溫TiCl₄+2CO
鎂在高溫下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦，即鎂把鈦置換出來(lái)；首先在═左側(cè)寫出反應(yīng)物Mg、TiO₄，在═右側(cè)寫出產(chǎn)物Ti和MgCl₂；運(yùn)用最小公倍數(shù)法，配平化學(xué)方程式；即以氯原子為標(biāo)準(zhǔn)，氯原子的最小公倍數(shù)為4，則TiCl₄的計(jì)量數(shù)為4÷4=1，MgCl₂的計(jì)量數(shù)為4÷2=2，C的計(jì)量數(shù)為2，Mg的計(jì)量數(shù)為2，Ti的計(jì)量數(shù)為1；配平后在═上方寫出反應(yīng)條件：高溫．
故答案為：2Mg+TiCl₄高溫Ti+2MgCl₂
根據(jù)鎂和鈦的金屬活動(dòng)性不同，鈦在常溫下不與酸反應(yīng)，而鎂可以與酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂，因此可以加入稀鹽酸將鎂除去．
故答案為：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
分析：生產(chǎn)鈦的第一步，將TiO₂和炭粉混合，在高溫下通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種能降低血紅蛋白輸氧能力的可燃性氣體，而能降低血紅蛋白輸氧能力的可燃性氣體只有CO，其中反應(yīng)物是TiO₂、C和Cl₂，條件是高溫，產(chǎn)物是TiCl₄和CO．
生產(chǎn)鈦的第二步，用過量的鎂在高溫下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦．其中反應(yīng)物是Mg、TiO₄，條件是高溫，產(chǎn)物是Ti和MgCl₂．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了化學(xué)方程式的書寫及金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬的活動(dòng)性順序．在兩種金屬的混合物中，如一種的活動(dòng)性在H前，而另一種在H后，都可以加酸將兩者分開