Question

金属钛（Ti）因为有神奇的性能越来越引起人们的关注，钛是航空、军工、电力等领域的重要的原材料．地壳中的含钛矿石之一是金红石（TiO₂），是冶炼钛的重要原料．
【钛的性质】①常温下，钛既不与常见非金属单质反应、也不和强酸反应；
②加热时，却可以和常见的非金属单质反应．

（1）目前大规模生产钛的方法是（流程如图所示）：
第一步：使TiO₂与C混合，在高温条件下反应，再通入Cl₂，制得TiCl₄和一种可燃性气体X．请根据反应物、生成物前后的变化，推测X的化学式：

 

．
第二步：在氩气的气流中，高温下用过量的Mg和TiCl₄发生置换反应制得钛．写出此反应的化学方程式：

 

；过程中氩气的作用：

 

．
（2）上述反应制得的金属钛往往会混有另外一种金属单质杂质，该杂质为：

 

；可以用何种试剂除去

 

（填试剂名称）．

Answer 1

分析：（1）第一步：根据质量守恒定律在化学反应前后，元素的种类不变推断X的化学式；
第二步：氩气属于稀有气体常用于保护气；根据在氩气的气流中，高温下过量的Mg和TiCl₄发生的置换反应写出反应的方程式．
（2）根据制取钛的过程分析常混入的金属杂质，根据物质的性质分析除去的方法．

解答：解：（1）第一步：由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下制得TiCl₄和一种可燃性气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该可燃气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的可燃物只有一氧化碳，化学式是：CO．
第二步：在氩气的气流中，高温下用过量的Mg和TiCl₄发生置换反应制得钛．此反应的化学方程式：2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；由于氩气属于稀有气体，性质很稳定，常用作保护气，防止在高温下钛与氧气等非金属单质反应．
（2）由制取钛的过程可知，要加入过量的镁，所以，混有另外一种金属单质杂质为镁．由于镁能与盐酸反应，钛不与盐酸反应，可用盐酸除去．
故答为：（1）X的化学式为CO；2Mg+TiCl₄=Ti+2MgCl₂；保护气，防止在高温下钛与氧气等非金属单质反应；（2）镁；稀盐酸．

点评：本题主要考查物质的推断和化学方程式的书写，此类题目关键是能根据题干信息确定反应物、生成物的名称与反应条件．