7. 21世纪是钛的世纪,利用钛白粉($\ce{TiO_{2}}$)生产海绵钛($\ce{Ti}$)的工艺流程如下图所示(提示:镁可以在氮气中燃烧生成氮化镁)。下列叙述错误的是(
D
)。

A.反应Ⅰ除生成$\ce{TiCl_{4}}$以外,还生成一种可燃性气体,该气体应该是$\ce{CO}$
B.反应Ⅱ的反应条件为高温,原理是$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} Ti + 2MgCl_{2}}$
C.反应Ⅱ需在氩气环境中进行,目的是防止镁被氧化,不能用$\ce{N_{2}}$来代替氩气
D.该工艺流程中可以循环使用的物质只有氯气
解析:
【分析】
本题为化工工艺流程题,需结合反应原理、物质性质逐一分析选项:反应Ⅰ是钛白粉(TiO₂)与Cl₂、焦炭的反应,反应Ⅱ是TiCl₄与Mg的置换反应,同时需关注循环物质、反应条件的选择依据,最终判断各选项正误。
【解析】
选项A:反应Ⅰ的反应物为TiO₂、Cl₂、焦炭(C),根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,除生成TiCl₄外,还含C、O元素,可燃性气体为CO,A正确。
选项B:反应Ⅱ是TiCl₄与Mg在高温下发生置换反应,生成Ti和MgCl₂,化学方程式为$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} Ti + 2MgCl_{2}}$,符合反应原理,B正确。
选项C:题目提示Mg可在N₂中燃烧生成氮化镁,若反应Ⅱ用N₂作保护气,Mg会与N₂反应,无法得到Ti,因此需用惰性气体氩气保护,C正确。
选项D:工艺流程中,MgCl₂电解生成的Mg可作为反应Ⅱ的反应物循环使用,Cl₂可作为反应Ⅰ的反应物循环使用,故循环物质有Mg和Cl₂,并非只有氯气,D错误。
【答案】
D
【知识点】
化学工艺流程、金属的冶炼、化学方程式书写
【点评】
本题结合工业生产钛的流程,考查质量守恒、金属性质、循环物质判断等知识,侧重对化工流程基本分析能力的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5