Question

金屬鈦（Ti）因為有神奇的性能越來越引起人們的關注，鈦是航空、軍工、電力等領域的重要的原材料．地殼中的含鈦礦石之一是金紅石（TiO₂），是冶煉鈦的重要原料．
【鈦的性質】①常溫下，鈦既不與常見非金屬單質反應、也不和強酸反應；
②加熱時，卻可以和常見的非金屬單質反應．

（1）目前大規(guī)模生產鈦的方法是（流程如圖所示）：
第一步：使TiO₂與C混合，在高溫條件下反應，再通入Cl₂，制得TiCl₄和一種可燃性氣體X．請根據反應物、生成物前后的變化，推測X的化學式：

 

．
第二步：在氬氣的氣流中，高溫下用過量的Mg和TiCl₄發(fā)生置換反應制得鈦．寫出此反應的化學方程式：

 

；過程中氬氣的作用：

 

．
（2）上述反應制得的金屬鈦往往會混有另外一種金屬單質雜質，該雜質為：

 

；可以用何種試劑除去

 

（填試劑名稱）．

Answer 1

分析：（1）第一步：根據質量守恒定律在化學反應前后，元素的種類不變推斷X的化學式；
第二步：氬氣屬于稀有氣體常用于保護氣；根據在氬氣的氣流中，高溫下過量的Mg和TiCl₄發(fā)生的置換反應寫出反應的方程式．
（2）根據制取鈦的過程分析常混入的金屬雜質，根據物質的性質分析除去的方法．

解答：解：（1）第一步：由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種可燃性氣體，根據化學反應中元素種類不變的規(guī)律可知：該可燃氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的可燃物只有一氧化碳，化學式是：CO．
第二步：在氬氣的氣流中，高溫下用過量的Mg和TiCl₄發(fā)生置換反應制得鈦．此反應的化學方程式：2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；由于氬氣屬于稀有氣體，性質很穩(wěn)定，常用作保護氣，防止在高溫下鈦與氧氣等非金屬單質反應．
（2）由制取鈦的過程可知，要加入過量的鎂，所以，混有另外一種金屬單質雜質為鎂．由于鎂能與鹽酸反應，鈦不與鹽酸反應，可用鹽酸除去．
故答為：（1）X的化學式為CO；2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；保護氣，防止在高溫下鈦與氧氣等非金屬單質反應；（2）鎂；稀鹽酸．

點評：本題主要考查物質的推斷和化學方程式的書寫，此類題目關鍵是能根據題干信息確定反應物、生成物的名稱與反應條件．