Question

2．金属钛及钛的合金被认为是21世纪重要的金属材料，地壳中的钛矿石主要是金红石（TiO₂），TiO₂中钛的化合价是+4．目前工业上制取钛的方法是：第一步，在高温时，将金红石、炭粉混合并通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；第二步，在氩气的环境中，用过量的金属镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛（氩气不参加反应），该反应的化学方程式是2Mg+TiCl₄═2MgCl₂+Ti，反应在氩气的环境中进行的原因是防止高温时金属被氧化．

Answer 1

分析 根据化合价原则可以计算出钛的化合价．
根据化学方程式的书写方法可以写出相关的化学方程式．
根据氩气的化学性质来分析解答．

解答 解：设TiO₂中钛的化合价为x．则
x+（-2）×2=0
解得x=+4
由“在高温时，将金红石、炭粉混合并通入氯气（Cl₂）制得TiCl₄和一种可燃性气体”可知：
反应物是金红石、碳粉和氯气，生成物是四氯化钛和一氧化碳，条件是高温．
因此第一步反应的化学方程式为：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
由“在氩气做保护气（氩气不参加反应）的环境中，用过量的金属镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛”可知：
反应物是四氯化钛和金属镁，生成物是钛和氯化镁，条件是高温．
因此第二步反应的化学方程式为：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti．
氩气是一种稀有气体，化学性质稳定，该反应在氩气的环境中进行就是利用了其化学性质稳定，防止了金属在高温时被氧化．
故答案为：
+4；TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；2Mg+TiCl₄═2MgCl₂+Ti；防止高温时金属被氧化．

点评 本题考查的是常见化学方程式的书写，完成此题，可以依据化学方程式的书写方法进行，要注意配平．