Question

金屬鈦及鈦的合金被認為是21世紀重要的金屬材料，地殼中的鈦礦石主要是金紅石（TiO₂），TiO₂中鈦的化合價是

 

．目前工業上制取鈦的方法是：第一步，在高溫時，將金紅石、炭粉混合并通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體，該反應的化學方程式是

 

；第二步，在氬氣做保護氣（氬氣不參加反應）的環境中，用過量的金屬鎂在加熱條件下與TiCl₄反應制得金屬鈦，該反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

分析：根據化合價原則可以計算出鈦的化合價．
根據化學方程式的書寫方法可以寫出相關的化學方程式．

解答：解：設TiO₂中鈦的化合價為x．則
x+（-2）×2=0
解得x=+4
由“在高溫時，將金紅石、炭粉混合并通入氯氣（Cl₂）制得TiCl₄和一種可燃性氣體”可知：
反應物是金紅石、碳粉和氯氣，生成物是四氯化鈦和一氧化碳，條件是高溫．
因此第一步反應的化學方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂

高溫  .

TiCl₄+2C0．
由“在氬氣做保護氣（氬氣不參加反應）的環境中，用過量的金屬鎂在加熱條件下與TiCl₄反應制得金屬鈦”可知：
反應物是四氯化鈦和金屬鎂，生成物是鈦和氯化鎂，條件是高溫．
因此第二步反應的化學方程式為：2Mg+TiCl₄

△   .

2MgCl₂+Ti．
故答案為：+4；TiO₂+2C+2Cl₂

高溫  .

TiCl₄+2C0；2Mg+TiCl₄

△   .

2MgCl₂+Ti．

點評：本題主要考查有關化合價的計算和化學方程式的書寫，難度稍大．