Question

鈦（Ti）因為具有許多神奇的性能而越來越引起人們的關注．常溫下鈦不和非金屬、強酸等發生反應，紅熱時卻跟許多常見非金屬單質反應．鈦是航天、軍工、電力等方面的必須原料．工業上以金紅石（TiO₂）為原料制取鈦的有關化學反應方程式為：
I．金紅石、炭粉混合，在高溫條件下通入氯氣制得TiCl₄：
aTiO₂+bCl₂+cC

高溫  .

aTiCl₄+cCO
II．在氬氣的氣氛中，用過量鎂在高溫條件下與TiCl₄反應制得金屬鈦：
TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂
以下關于反應 I、II的分析：①TiCl₄在反應 I中是氧化產物，在反應 II中是氧化劑；②反應 I和反應 II中的還原劑分別為碳和鎂；③可以確定a=1，b=c=2；④反應 II得到的金屬鈦中含有過量的Mg，冷至室溫后，可用鹽酸洗去未反應的Mg；⑤在反應 I、II中，每生成19.2gTi，共轉移電子1.6mol．其正確的組合（　　）

A．①④

B．②③④

C．①②③④

D．②③④⑤

Answer 1

分析：①I中鈦元素在反應物和生成物中化合價都是+4價，氯元素化合價由0價變為-1價，II中鈦元素化合價由+4價變為0價；
②I中碳元素化合價由0價變為+2價，II中鎂元素化合價由0價變為+2價；
③根據原子守恒判斷a、b、c的值；
④鎂和鹽酸反應生成氫氣；
⑤根據鈦和轉移電子之間的關系式計算．

解答：解：①在反應I中，碳元素的化合價升高，碳單質作還原劑，氯元素的化合價降低，氯氣作氧化劑，還原產物是TiCl₄；
在反應II中，鈦元素的化合價降低，TiCl₄作氧化劑，所以TiCl₄在反應I中是還原產物，在反應II中是氧化劑，故錯誤；
②C、Mg在反應中反應前后化合價都升高，所以均為還原劑，被氧化，故正確；
③根據反應前后各元素的原子個數守恒知，

2a=c 2b=4a

所以

a=1 b=c=2

，故正確；
④鈦和鹽酸不反應，鎂和鹽酸反應生成氫氣，所以可以用鹽酸除去多余的鎂，故正確；
⑤將方程式Ⅰ、Ⅱ相加得 TiO₂+2Cl₂+2C+2Mg=Ti+2CO+2MgCl₂ 轉移電子
                                      48g            8mol
                                      19.2g          3.2mol 
所以每生成19.2 g Ti，反應I、II中共轉移3.2 mol e^-，故錯誤．
故選B．

點評：本題有關概念的判斷、根據方程式進行計算等知識點，結合原子守恒、各物理量之間的關系式來分析解答，難度不大．