Question

21世纪是钛的世纪．如图1是利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：

（1）反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为

 

；
（2）回答下列问题；
①如图为镁元素的某种粒子结构示意图，该图表示（填序号）

 

．
A．分子     B．原子      C．阳离子      D．阴离子
镁原子在化学反应中容易失去电子，镁是一种（填“活泼”或“不活泼”）

 

金属．除了能与氧气反应，还可以与氮气，二氧化碳等反应．
②已知氮化镁中氮元素的化合价为-3价，氮化镁的化学式为

 

．
③以化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的图象叫价类图．
如图2为镁的价类图，请分析该图后填写：
A处的化学式为：

 

，B处的物质类别是：

 

．
（3）反应Ⅱ可获得海锦钛，化学方程式表示为TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．该反应在下列哪种环境中进行

 

（填序号）．
A．稀有气体中        B．空气中       C．氮气中    D．CO₂气体中
（4）该工艺流程中，可以循环使用的物质有

 

．
（5）反应Ⅱ可通过如下反应制得，TiCl₄+2Mg 

高温  .

Ti+2MgCl₂．若要制得24g钛，需要镁的质量是多少克？（写出计算过程）

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：由流程可知氯气、焦炭以及钛白粉反应生成TiCl₄，加入镁粉生成海绵钛，分离后得到氯化镁电解可用于冶炼镁，
（1）反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体，应为CO，同时生成TiCl₄；
（2）①为镁离子的结构示意图，说明镁是一种活泼金属，易失去电子；
②根据化合价代数和为0的原则判断；
③A为碱，B为盐；
（3）从镁易与氧气、二氧化碳以及氮气反应的角度判断；
（4）电解氯化镁生成镁和氯气，可循环使用；
（5）根据方程式列式计算．

解答： 解：由流程可知氯气、焦炭以及钛白粉反应生成TiCl₄，加入镁粉生成海绵钛，分离后得到氯化镁电解可用于冶炼镁，
（1）反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体，应为CO，同时生成TiCl₄，方程式为Cl₂+TiO₂+C

高温  .

TiCl₄+CO，
故答案为：Cl₂+TiO₂+C

高温  .

TiCl₄+CO；
（2）①为镁离子的结构示意图，说明镁是一种活泼金属，易失去电子，故答案为：C；活泼；
②已知氮化镁中氮元素的化合价为-3价，镁为+2价，则氮化镁的化学式为Mg₃N₂，故答案为：Mg₃N₂；
③由图象可知A为碱，即Mg（OH）₂，B为盐，故答案为：Mg（OH）₂；盐；
（3）镁易与氧气、二氧化碳以及氮气反应，应在惰性气体中反应，故答案为：A；
（4）电解氯化镁生成镁和氯气，可循环使用，故答案为：Mg、Cl₂；
（5）TiCl₄+2Mg 

高温  .

Ti+2MgCl₂．
           48       48
           m         24g
m=24g，
故答案为：24g．

点评：本题综合考查物质的分离、提纯，为高频考点，侧重学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握反应的流程以及相关物质的性质，难度不大．