Question

鈦（Ti）因?yàn)榫哂猩衿娴男阅茉絹?lái)越引起人們的關(guān)注，常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，紅熱時(shí)，卻可與常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)，鈦是航空、軍事、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦鐵礦石之一是金紅石（TiO₂），目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：

第一步：金紅石、炭粉混合，在高溫條件下，通入Cl₂制得TiCl₄和一種可燃?xì)怏w，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________________，該反應(yīng)的還原劑是__________。

第二步：在氬氣的氣氛中，用過(guò)量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦。

（1）寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。

（2）簡(jiǎn)述從上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟。

__________________________________________________________________

Answer 1

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

（2）因鈦不與強(qiáng)酸反應(yīng)，所以可將上述產(chǎn)物溶于過(guò)量的鹽酸中，然后過(guò)濾洗滌，即可得到純凈的鈦。

解析:

（1）第一步反應(yīng)的反應(yīng)物有TiO₂、Cl₂和C，產(chǎn)物有TiCl₄和另一種可燃?xì)怏w，從元素守恒來(lái)看，可燃?xì)怏w中只能有C和O，那么它是CO還是CO₂呢？在高溫條件下，CO₂的穩(wěn)定性不如CO，即在高溫條件下應(yīng)為CO。第二步反應(yīng)是置換反應(yīng)，比較容易給出方程式。

（2）反應(yīng)中可能用到過(guò)量的金屬鎂，因鈦不溶于強(qiáng)酸，所以可以用強(qiáng)酸將鎂與鈦分離開(kāi)。