题目内容
【题目】钛及其合金具有密度小，强度高，耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油化工、医药等部门，因此，钛被誉为第三金属和战略金属。从钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下：
(1)钛铁矿的主要成分是FeTiO3，第一步发生的反应：FeTiO3+C
TiO2+Fe+CO↑，在FeTiO3(钛酸亚铁)中，钛的化合价为________。
(2)第二步：二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳，写出化学方程式：___________，还原产物是____________。
(3)用镁在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是__________；写出化学方程式：___________。
(4)菱镁矿(主要成分是碳酸镁)煅烧后与焦炭混合在氯化器中高温下通入氯气生成氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁。
①写出菱镁矿煅烧及氯化制取氯化镁的化学方程式：______________；
②写出电解熔融氯化镁的电解方程式：____________________。
【答案】＋4价 TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO 四氯化钛 惰性气体保护或隔绝空气 2Mg+TiCl42MgCl2+Ti MgCO3MgO+CO2↑，MgO+Cl2+CMgCl2+CO MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
【解析】
(1)根据化合物中元素正、负化合价代数和等于0分析；
(2)根据质量守恒定律书写反应方程式，结合元素化合价降低，获得电子，被还原，产生还原产物分析判断；
(3)根据镁活泼，容易失去电子被氧化，分析判断反应环境，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，书写反应方程式；
(4)碳酸镁煅烧分解产生MgO、CO2，MgO与Cl2、C在高温下反应产生MgCl2和CO；电解熔融MgCl2反应产生金属Mg和Cl2。
(1)在钛酸亚铁FeTiO3中，Fe化合价为+2价，O为-2价，根据化合物中元素化合价代数和等于0，可知钛的化合价为+2+x=3×2=+6，所以x=+4价；
(2)二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳，反应方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO，在该反应中，Cl元素化合价由反应前Cl2中的0价变为反应后TiCl4中的-1价，化合价降低，获得电子，被还原，产生还原产物，所以还原产物是TiCl4；
(3)镁是比较活泼的金属，容易失去电子被氧化，所以用镁在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是惰性气体保护或隔绝空气，反应的化学方程式为：2Mg+TiCl42MgCl2+Ti；
(4)①菱镁矿煅烧分解产生氧化镁和二氧化碳，反应方程式为：MgCO3MgO+CO2↑；氧化镁与氯气及碳单质在高温下反应产生氯化镁和一氧化碳，反应的化学方程式：MgO+Cl2+CMgCl2+CO；
②氯化镁是离子化合物，在高温下电解熔融氯化镁，反应产生镁和氯气，电解方程式为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
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