Question

鈦及其合金具有密度小，強度高，耐腐蝕等優良性能，被廣泛用于航天、航空、航海、石油化工、醫藥等部門，因此，鈦被譽為第三金屬和戰略金屬。從鐵鈦礦提取金屬鈦（海綿鈦）的主要工藝過程如下：

（1）鈦鐵礦的主要成分是FeTiO₃,第一步發生的反應：FeTiO₃+CTiO₂+Fe+CO↑,在FeTiO₃（鈦酸亞鐵）中，鈦的化合價為            。

（2）第二步：二氧化鈦在高溫下與焦炭、氯氣反應生成四氯化鈦和一氧化碳，寫出化學方程式：             ，還原產物是          。

（3）用鎂在高溫下還原四氯化鈦，該反應的環境要求是     ；寫出化學方程式      。

（4）菱鎂礦（主要成分是碳酸鎂）煅燒后與焦炭混合在氯化器中高溫下通入氯氣生成氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到鎂。

①寫出菱鎂礦煅燒及氯化制取氯化鎂的化學方程式：                ；

②寫出電解熔融氯化鎂的電解方程式                    。

Answer 1

（1）+4價  （2）TiO₂+2C+2Cl₂TiCl₄+2CO  四氯化鈦  (3)惰性氣體保護  2Mg+TiCl₄2MgCl₂+Ti 

(4)①MgCO₃MgO+CO₂↑,MgO+Cl₂+CMgCl₂+CO;②MgCl₂Mg+Cl₂↑

解析:

（1）根據鈦酸亞鐵名稱知，鐵呈+2價，從反應式看，得失電子總數相等，說明鈦化合價沒有變，即鈦呈+4價。（2）根據反應物和產物寫化學方程式，注意配平。（3）高溫下鎂和鈦都易與空氣中氧氣反應，故要在保護氣中還原鈦，不能用二氧化碳和氮氣作保護氣，因為鎂能與二氧化碳和氮氣反應。用惰性氣體作保護氣，如氬氣等。（4）碳酸鎂分解類似碳酸鈣，在氯氣作用下焦炭還原氧化鎂生成氯化鎂和一氧化碳。電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，初中教材中出現了電解水，高中介紹了用電解法冶煉鎂、鋁、鈉等活潑金屬。