Question

13．21世紀是鈦的世紀．圖1是利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：

（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃的條件下進行，還生成一種可燃性無色氣體，該反應(yīng)的化學方程式為2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；
（2）回答下列問題；
①圖為鎂元素的某種粒子結(jié)構(gòu)示意圖，該圖表示（填序號）C．
A．分子     B．原子      C．陽離子      D．陰離子
鎂原子在化學反應(yīng)中容易失去電子，鎂是一種（填“活潑”或“不活潑”）活潑金屬．除了能與氧氣反應(yīng)，還可以與氮氣，二氧化碳等反應(yīng)．
②已知氮化鎂中氮元素的化合價為-3價，氮化鎂的化學式為Mg₃N₂．
③以化合價為縱坐標，以物質(zhì)的類別為橫坐標所繪制的圖象叫價類圖．
圖2為鎂的價類圖，請分析該圖后填寫：
A處的化學式為：Mg（OH）₂，
B處的物質(zhì)類別是：鹽．
（3）反應(yīng)II可獲得海錦鈦，化學方程式表示為TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)在下列哪種環(huán)境中進行A（填序號）．
A．稀有氣體中        B．空氣中       C．氮氣中    D．CO₂氣體中
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有A．
（5）反應(yīng)II可通過如下反應(yīng)制得，TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．若要制得24g鈦，需要鎂的質(zhì)量是多少克？（寫出計算過程）Mg、Cl₂．

Answer 1

分析 （1）由工藝流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳，寫出反應(yīng)的化學方程式即可．
（2）①根據(jù)當質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，為原子；當質(zhì)子數(shù)＞核外電子數(shù)，為陽離子；當質(zhì)子數(shù)＜核外電子數(shù)，為陰離子；據(jù)此進行分析解答．
②根據(jù)化合物化學式的書寫方法進行書寫即可．
③由鎂的價類圖可知，A處為含鎂元素的堿，B處為碳酸鎂，據(jù)此進行分析解答即可．
（3）根據(jù)題目中提供的鎂的化學性質(zhì)進行分析解答．
（4）根據(jù)利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程圖，分析可循環(huán)利用的物質(zhì)．

解答 解：（1）由工藝流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為：2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（2）①此粒子結(jié)構(gòu)示意圖中質(zhì)子數(shù)為12，核外電子數(shù)為10，質(zhì)子數(shù)＞核外電子數(shù)，為陽離子；鎂原子在化學反應(yīng)中容易失去電子，鎂是一種活潑金屬．
②氮化鎂中氮元素的化合價為-3價，鎂元素顯+2價，氮化鎂的化學式為Mg₃N₂．
③由鎂的價類圖可知，A處為含鎂元素的堿，為氫氧化鎂，其化學式為Mg（OH）₂；碳酸鎂是由由鎂離子和碳酸根離子組成的化合物，屬于鹽．
（3）根據(jù)第（2）中的信息，鎂除了能與氧氣反應(yīng)，還可以與氮氣、二氧化碳等反應(yīng)，還能發(fā)生TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂，則該反應(yīng)應(yīng)在稀有氣體的環(huán)境中進行．
（4）由工藝流程圖可知生成物中的鎂和氯氣可循環(huán)使用．
故答案為：（1）2Cl₂+TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；
（2）①C；活潑；②Mg₃N₂；③Mg（OH）₂；鹽；
（3）A；
（4）Mg、Cl₂．

點評 本題難度不是很大，考查的知識點較多、綜合性較強，考查同學們新信息獲取、處理及靈活運用所學知識（化學方程式、化學式的書寫、物質(zhì)的分類、粒子結(jié)構(gòu)示意圖等）進行分析問題、解決問題的能力．