Question

金屬鈦（Ti）因為具有奇特的性能，被譽為“未來金屬”．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、強酸反應；紅熱時，卻可以與許多常見非金屬反應．地殼中含鈦的礦石之一是金紅石（TiO₂）．目前大規(guī)模生產鈦的方法是：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反應制得金屬鈦．
（1）試寫出上述反應的化學方程式：________；________．
（2）用化學方程式表示如何除去鈦中多余的鎂：________．

Answer 1

解：首先在═左側寫出反應物，在═右側寫出產物；運用最小公倍數法，配平化學方程式；即以氧原子為標準，氧原子的最小公倍數為2，則TiO₂的計量數為2÷2=1，CO的計量數為2÷1=2，C的計量數為2，TiCl₄的計量數為1，Cl₂的計量數為2；配平后在═上方寫出反應條件：高溫；因反應前有氣體物質（Cl₂），所以CO后不加氣體符號↑．故答案為：TiO₂+2C+2Cl₂高溫TiCl₄+2CO
鎂在高溫下與TiCl₄反應制得金屬鈦，即鎂把鈦置換出來；首先在═左側寫出反應物Mg、TiO₄，在═右側寫出產物Ti和MgCl₂；運用最小公倍數法，配平化學方程式；即以氯原子為標準，氯原子的最小公倍數為4，則TiCl₄的計量數為4÷4=1，MgCl₂的計量數為4÷2=2，C的計量數為2，Mg的計量數為2，Ti的計量數為1；配平后在═上方寫出反應條件：高溫．
故答案為：2Mg+TiCl₄高溫Ti+2MgCl₂
根據鎂和鈦的金屬活動性不同，鈦在常溫下不與酸反應，而鎂可以與酸反應產生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，其中反應物是TiO₂、C和Cl₂，條件是高溫，產物是TiCl₄和CO．
生產鈦的第二步，用過量的鎂在高溫下與TiCl₄反應制得金屬鈦．其中反應物是Mg、TiO₄，條件是高溫，產物是Ti和MgCl₂．
點評：本題主要考查了化學方程式的書寫及金屬的化學性質和金屬的活動性順序．在兩種金屬的混合物中，如一種的活動性在H前，而另一種在H后，都可以加酸將兩者分開