Question

21世紀是鈦的世紀．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，該反應的化學方程式為

 

；
（2）回答下列問題；
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）

 

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

 

金屬．除了能與氧氣反應，還可以與氮氣，二氧化碳等反應．
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

 

．
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．
如圖2為鎂的價類圖，請分析該圖后填寫：
A處的化學式為：

 

，B處的物質(zhì)類別是：

 

．
（3）反應Ⅱ可獲得海錦鈦，化學方程式表示為TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂．該反應在下列哪種環(huán)境中進行

 

（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

 

．
（5）反應Ⅱ可通過如下反應制得，TiCl₄+2Mg 

高溫  .

Ti+2MgCl₂．若要制得24g鈦，需要鎂的質(zhì)量是多少克？（寫出計算過程）

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：由流程可知氯氣、焦炭以及鈦白粉反應生成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Ⅰ在800～900℃的條件下進行，還生成一種可燃性無色氣體，應為CO，同時生成TiCl₄；
（2）①為鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖，說明鎂是一種活潑金屬，易失去電子；
②根據(jù)化合價代數(shù)和為0的原則判斷；
③A為堿，B為鹽；
（3）從鎂易與氧氣、二氧化碳以及氮氣反應的角度判斷；
（4）電解氯化鎂生成鎂和氯氣，可循環(huán)使用；
（5）根據(jù)方程式列式計算．

解答： 解：由流程可知氯氣、焦炭以及鈦白粉反應生成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Ⅰ在800～900℃的條件下進行，還生成一種可燃性無色氣體，應為CO，同時生成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為-3價，鎂為+2價，則氮化鎂的化學式為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、二氧化碳以及氮氣反應，應在惰性氣體中反應，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．

點評：本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點，側(cè)重學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握反應的流程以及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，難度不大．