Question

21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)．如圖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(jìn)行，還生成一種可燃性無(wú)色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（2）回答下列問(wèn)題；
①如圖為鎂元素的某種粒子結(jié)構(gòu)示意圖，該圖表示（填序號(hào)）

 

．
A．分子     B．原子      C．陽(yáng)離子      D．陰離子
鎂原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，鎂是一種（填“活潑”或“不活潑”）

 

金屬．除了能與氧氣反應(yīng)，還可以與氮?dú)猓�二氧化碳等反�?yīng)．
②已知氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)，氮化鎂的化學(xué)式為

 

．
③以化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類(lèi)別為橫坐標(biāo)所繪制的圖象叫價(jià)類(lèi)圖．
如圖2為鎂的價(jià)類(lèi)圖，請(qǐng)分析該圖后填寫(xiě)：
A處的化學(xué)式為：

 

，B處的物質(zhì)類(lèi)別是：

 

．
（3）反應(yīng)Ⅱ可獲得海錦鈦，化學(xué)方程式表示為T(mén)iCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)在下列哪種環(huán)境中進(jìn)行

 

（填序號(hào)）．
A．稀有氣體中        B．空氣中       C．氮?dú)庵?nbsp;   D．CO₂氣體中
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有

 

．
（5）反應(yīng)Ⅱ可通過(guò)如下反應(yīng)制得，TiCl₄+2Mg 

高溫  .

Ti+2MgCl₂．若要制得24g鈦，需要鎂的質(zhì)量是多少克？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由流程可知氯氣、焦炭以及鈦白粉反應(yīng)生成TiCl₄，加入鎂粉生成海綿鈦，分離后得到氯化鎂電解可用于冶煉鎂，
（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃的條件下進(jìn)行，還生成一種可燃性無(wú)色氣體，應(yīng)為CO，同時(shí)生成TiCl₄；
（2）①為鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)明鎂是一種活潑金屬，易失去電子；
②根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則判斷；
③A為堿，B為鹽；
（3）從鎂易與氧氣、二氧化碳以及氮?dú)夥磻?yīng)的角度判斷；
（4）電解氯化鎂生成鎂和氯氣，可循環(huán)使用；
（5）根據(jù)方程式列式計(jì)算．

解答： 解：由流程可知氯氣、焦炭以及鈦白粉反應(yīng)生成TiCl₄，加入鎂粉生成海綿鈦，分離后得到氯化鎂電解可用于冶煉鎂，
（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃的條件下進(jìn)行，還生成一種可燃性無(wú)色氣體，應(yīng)為CO，同時(shí)生成TiCl₄，方程式為Cl₂+TiO₂+C

高溫  .

TiCl₄+CO，
故答案為：Cl₂+TiO₂+C

高溫  .

TiCl₄+CO；
（2）①為鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)明鎂是一種活潑金屬，易失去電子，故答案為：C；活潑；
②已知氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)，鎂為+2價(jià)，則氮化鎂的化學(xué)式為Mg₃N₂，故答案為：Mg₃N₂；
③由圖象可知A為堿，即Mg（OH）₂，B為鹽，故答案為：Mg（OH）₂；鹽；
（3）鎂易與氧氣、二氧化碳以及氮?dú)夥磻?yīng)，應(yīng)在惰性氣體中反應(yīng)，故答案為：A；
（4）電解氯化鎂生成鎂和氯氣，可循環(huán)使用，故答案為：Mg、Cl₂；
（5）TiCl₄+2Mg 

高溫  .

Ti+2MgCl₂．
           48       48
           m         24g
m=24g，
故答案為：24g．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握反�?yīng)的流程以及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，難度不大．