Question

钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO₂)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、碳粉混合，在高温条件下通入Cl₂制得TiCl₄和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为______________________________，该反应的还原剂是________。

第二步：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)写出此反应的化学方程式：_____________________________________________。

(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤___________________________ _______________________________________________________________________。

Answer 1

解析：　因为钛①常温下不与非金属、强酸反应，②红热时可与常见非金属单质反应，可类比一般不活泼金属氧化物，选用碳做还原剂制取金属，金属与Cl₂生成氯化物。两反应合并的化学方程式为：TiO₂＋2C＋2Cl₂TiCl₄＋2CO。

第二步：(1)Mg为活泼金属，在氩气作为保护气的环境中还原TiCl₄：2Mg＋TiCl₄2MgCl₂＋Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合，分离时用强酸，因钛不与强酸反应，而Mg溶于强酸中，然后过滤、洗涤，即可得纯净钛。

答案：　第一步：TiO₂＋2C＋2Cl₂TiCl₄＋2CO　C

第二步：(1)2Mg＋TiCl₄2MgCl₂＋Ti

(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中，然后过滤、洗涤，即可得到纯净的钛