Question

【題目】我國有豐富的鈦鐵礦資源，鈦鐵礦的主要成分是鈦酸亞鐵(FeTiO3)，利用鈦鐵礦可以提取金屬鈦。以下為某化工企業(yè)從鈦鐵礦中提取金屬鈦的流程示意圖，請回答下列問題：

（1）鈦酸亞鐵(FeTiO3)中鈦元素的化合價為________價。

（2）①中反應(yīng)為2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，則X為____，該反應(yīng)______(填“是”或“否”)屬于置換反應(yīng)。

（3）②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇，理論上CO和H2投料的質(zhì)量比為__________。

（4）③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，該反應(yīng)中Ar的作用是____________。

Answer 1

【答案】＋4 FeCl3 否 7∶1 2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2 作保護(hù)氣

【解析】

（1）根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為零考慮；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷x的化學(xué)式；

（3）根據(jù)氫氣和一氧化碳反應(yīng)的方程式考慮質(zhì)量比；

（4）根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法寫化學(xué)方程式。

（1）設(shè)FeTiO3中P的化合價是x，F(xiàn)eTiO3中Fe的化合價是+2價，O的化合價是-2價，利用化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為零的原則得到方程（+2）+x+（-2）×3=0，解得，x=+4 所以鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素的化合價是+4價；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在反應(yīng)前后各元素原子的個數(shù)不變；從2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO看鈦原子、氧原子、碳原子反應(yīng)前后除物質(zhì)x外個數(shù)已經(jīng)相等，故x中無鈦原子、氧原子、碳原子．鐵反應(yīng)前共有2個，反應(yīng)后只有x有，所以2x中有2個，從而x中有1個；氯原子反應(yīng)前有14個，反應(yīng)后x除外有8個，所以2x中有6個，因此x中有3個，因此x的化學(xué)式是FeCl3；

（3）根據(jù)從化學(xué)方程式

由此可知一氧化碳和氫氣的質(zhì)量比是：28：4=7：1；

（4）TiCl4與Mg反應(yīng)的反應(yīng)物是TiCl4與Mg，生成物是Ti和MgCl2，用觀察法配平即可，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiCl4+2MgTi+2MgCl2，該反應(yīng)中Ar的作用是作保護(hù)氣。