Question

（2013?江都市二模）21世纪是钛的世纪．下面是利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：

（1）反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为

2Cl₂+TiO₂+2C

高温  .

TiCl₄+2CO

_；
（2）回答下列问题；
①如图为镁元素的某种粒子结构示意图，该图表示（填序号）

C

．

A．分子     B．原子      C．阳离子      D．阴离子
镁原子在化学反应中容易失去电子，镁是一种（填“活泼”或“不活泼”）

活泼

金属．除了能与氧气反应，还可以与氮气，二氧化碳等反应．
②已知氮化镁中氮元素的化合价为-3价，氮化镁的化学式为

Mg₃N₂

．
③以化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的图象叫价类图．如图为镁的价类图，请分析该图后填写：

A处的化学式为：

Mg（OH）₂

，
B处的物质类别是：

盐

．
（3）反应II可获得海锦钛，化学方程式表示为TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．该反应在下列哪种环境中进行

A

（填序号）．
A．稀有气体中        B．空气中       C．氮气中    D．CO₂气体中
（4）该工艺流程中，可以循环使用的物质有

Mg、Cl₂

．
（5）反应II可通过如下反应制得，TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．若要制得24g钛，需要镁的质量是多少克？（写出计算过程）

24g

．

Answer 1

分析：（1）根据反应前后元素种类不变确定出可燃性气体，然后根据反应物生成物反应条件写出化学方程式．
（2）①原子中质子数等于核外电子数，阳离子中质子数大于核外电子数，阴离子中质子数小于核外电子数．
②根据化合价书写化学式的方式书写
③根据物质的分类解答
（3）根据镁的化学性质解答
（4）根据工业流程图中可循环利用的物质解答
（5）根据化学方程式已知生成物的质量求反应物的质量．

解答：解：（1）由流程图及题中信息可知反应物为氯气、二氧化钛和焦炭，生成物为四氯化钛和一种可燃性气体，根据反应前后元素种类不变，可知此可燃性气体是由碳元素和氧元素组成的一氧化碳；
（2）①此微粒质子数为12，核外电子数为10，是镁离子，属于阳离子，镁原子最外层上应该有2个电子，易失去电子成为阳离子，属于活泼的金属元素．
②根据化合物中正负化合价的代数和为0，氮元素化合价为-3价，镁元素为+2价，因此氮化镁的化学式为Mg₃N₂；
③碱为Mg（OH）₂ 碳酸镁属于盐．
（3）根据第（2）小题中的信息，镁除了能与氧气反应，还可以与氮气，二氧化碳等反应，因此TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．该反应应该在稀有气体的环境中进行．
（4）由工业流程图可知生成物中的镁和氯气可循环使用
（5）根据化学方程式TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．中钛的质量可求出参加反应的镁的质量
故答案为：（1）2Cl₂+TiO₂+2C

高温  .

TiCl₄+2CO
（2）①C　活泼；②Mg₃N₂　　　③Mg（OH）₂  　　　盐
（3）A　　　　　　
（4）Mg、Cl₂．
（5）解：设参加反应的镁的质量为x
   TiCl₄ +2Mg

高温  .

  Ti+2MgCl₂
          48         48
          x          24g
         

48

x

=

48

24g

       x=24g
答：需要参加反应的镁的质量为24g．

点评：本题考查的知识点较多，有化学方程式、化学式的书写、物质的分类、粒子结构示意图及根据化学方程式计算，本题出错点在化学方程式的条件，反应进行所在的环境两小题中．要注意培养提炼加工信息的能力．