Question

【题目】金属钛因为有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属及强酸反应，加热时却可以和常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等工业领域的重要原材料。地壳中的钛矿石之一是金红石（主要成分是TiO2），目前大规模生产钛的方法是：

(1)使金红石与炭粉混合，在高温条件下反应，再通入氯气，制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式是_____________________。

(2)在氩气的气流中，高温下用过量的镁和TiCl4反应可制得金属钛。写出该反应的化学方程式：___________________________________。

(3)从上述反应的混合物中分离出金属钛。写出简单的分离步骤和有关的化学方程式。_____________________________

Answer 1

【答案】 TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO 2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti 向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤过滤后得到的固体；Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑

【解析】本题是信息题，根据题中提供的信息，利用已有知识对信息进行分析处理，此题主要用到的已有知识是质量守恒定律和化学方程式的书写。

（1）反应制得TiCl4和一种可燃性气体，可知生成两种物质，根据反应前后元素种类不变，反应前的物质含C、O、Ti、Cl四种元素，反应后只能明确在TiCl4中含有Ti、Cl两种元素，判断可燃性气体应含有C、O两种元素，由C、O元素组成的可燃性气体为CO气体，故反应的方程式为：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；

（2）在氩气的气流中，高温下用过量的镁和TiCl4反应可制得金属钛。根据化学反应中元素种类不变的规律可知：还生成氯化镁，故反应的方程式为：2Mg＋TiCl4 2MgCl2＋Ti；

（3）常温下Ti不与非金属及强酸反应，所得产物Ti中混有过量Mg，镁能与硫酸反应，可利用稀硫酸，将钛中的镁除去而得到纯净金属钛。其分离步骤为：向混合物中加入足量的稀硫酸，充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤过滤后得到的固体。化学方程式为：Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑