Question

钛（Ti）因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应，钛是航空、军事、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石（TiO₂），目前大规模生产钛的方法是：

第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下，通入Cl₂制得TiCl₄和一种可燃气体，该反应的化学方程式为__________________________________________________________，该反应的还原剂是__________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛。

（1）写出此反应的化学方程式____________________________________________________。

（2）简述从上述所得产物中获得金属钛的步骤。

__________________________________________________________________

Answer 1

第一步：TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO   C  第二步：（1）2Mg+TiCl₄2MgCl₂+Ti

（2）因钛不与强酸反应，所以可将上述产物溶于过量的盐酸中，然后过滤洗涤，即可得到纯净的钛。

解析:

（1）第一步反应的反应物有TiO₂、Cl₂和C，产物有TiCl₄和另一种可燃气体，从元素守恒来看，可燃气体中只能有C和O，那么它是CO还是CO₂呢？在高温条件下，CO₂的稳定性不如CO，即在高温条件下应为CO。第二步反应是置换反应，比较容易给出方程式。

（2）反应中可能用到过量的金属镁，因钛不溶于强酸，所以可以用强酸将镁与钛分离开。