Question

2．金屬鈦及鈦的合金被認(rèn)為是21世紀(jì)重要的金屬材料，地殼中的鈦礦石主要是金紅石（TiO₂），TiO₂中鈦的化合價是+4．目前工業(yè)上制取鈦的方法是：第一步，在高溫時，將金紅石、炭粉混合并通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；第二步，在氬氣的環(huán)境中，用過量的金屬鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦（氬氣不參加反應(yīng)），該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Mg+TiCl₄═2MgCl₂+Ti，反應(yīng)在氬氣的環(huán)境中進(jìn)行的原因是防止高溫時金屬被氧化．

Answer 1

分析 根據(jù)化合價原則可以計(jì)算出鈦的化合價．
根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法可以寫出相關(guān)的化學(xué)方程式．
根據(jù)氬氣的化學(xué)性質(zhì)來分析解答．

解答 解：設(shè)TiO₂中鈦的化合價為x．則
x+（-2）×2=0
解得x=+4
由“在高溫時，將金紅石、炭粉混合并通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體”可知：
反應(yīng)物是金紅石、碳粉和氯氣，生成物是四氯化鈦和一氧化碳，條件是高溫．
因此第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
由“在氬氣做保護(hù)氣（氬氣不參加反應(yīng)）的環(huán)境中，用過量的金屬鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦”可知：
反應(yīng)物是四氯化鈦和金屬鎂，生成物是鈦和氯化鎂，條件是高溫．
因此第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti．
氬氣是一種稀有氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，該反應(yīng)在氬氣的環(huán)境中進(jìn)行就是利用了其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，防止了金屬在高溫時被氧化．
故答案為：
+4；TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；2Mg+TiCl₄═2MgCl₂+Ti；防止高溫時金屬被氧化．

點(diǎn)評 本題考查的是常見化學(xué)方程式的書寫，完成此題，可以依據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法進(jìn)行，要注意配平．