钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注,常温下Ti不和非金属、强酸反应,红热时,却可与许多非金属单质反应,钛是航空、宇航、军工、电力等方面的必需原料.地壳中含钛矿石之一,称金红石(TiO2).
目前大规模生产钛的方法是:首先将金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体,该步反应的化学方程式是 .第二是在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应,制得金属钛.
(1)此反应的化学方程式为 ;
(2)如何由上述所得产物中获得纯净金属钛,简述主要实验步骤 .
【答案】
分析:根据金红石的化学式,利用金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制得TiCl
4和一种可燃性气体可推出气体并书写化学反应方程式;
(1)根据信息在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl
4反应,制得金属钛来书写化学反应方程式;
(2)根据常温下Ti不和非金属、强酸反应,而镁与稀盐酸反应,则利用盐酸处理后过滤来获得纯净金属钛.
解答:解:因金红石的化学式为TiO
2,由金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制得TiCl
4和一种可燃性气体,根据元素守恒可推测可燃性气体为CO,
则该反应为TiO
2+2C+2Cl
2
TiCl
4+2CO,故答案为:TiO
2+2C+2Cl
2
TiCl
4+2CO;
(1)由过量的镁在加热条件下与TiCl
4反应,制得金属钛,则由元素守恒可知另一生成物为氯化镁,故答案为:2Mg+TiCl
4
2MgCl
2+Ti;
(2)因常温下Ti不和非金属、强酸反应,所得产物Ti中混有过量Mg,则除去镁可利用稀盐酸,因镁能与盐酸反应,则可将钛中的镁除去而得到
纯净金属钛,故答案为:常温下用稀盐酸除去过量的Mg,然后过滤,用蒸馏水洗涤滤出的固体即可得纯净金属钛.
点评:本题利用信息来考查学生金属的冶炼,学生应注意利用习题中的信息把握好反应的条件、反应物、生成物等来完成化学反应方程式的书写.