Question

【题目】我国有丰富的钛铁矿资源，钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3)，利用钛铁矿可以提取金属钛。以下为某化工企业从钛铁矿中提取金属钛的流程示意图，请回答下列问题：

（1）钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为________价。

（2）①中反应为2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，则X为____，该反应______(填“是”或“否”)属于置换反应。

（3）②中为使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H2投料的质量比为__________。

（4）③中发生反应的化学方程式为___________，该反应中Ar的作用是____________。

Answer 1

【答案】＋4 FeCl3 否 7∶1 2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2 作保护气

【解析】

（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零考虑；

（2）根据质量守恒定律推断x的化学式；

（3）根据氢气和一氧化碳反应的方程式考虑质量比；

（4）根据化学方程式的书写方法写化学方程式。

（1）设FeTiO3中P的化合价是x，FeTiO3中Fe的化合价是+2价，O的化合价是-2价，利用化合物中各元素的化合价的代数和为零的原则得到方程（+2）+x+（-2）×3=0，解得，x=+4 所以钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素的化合价是+4价；

（2）根据质量守恒定律，在反应前后各元素原子的个数不变；从2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO看钛原子、氧原子、碳原子反应前后除物质x外个数已经相等，故x中无钛原子、氧原子、碳原子．铁反应前共有2个，反应后只有x有，所以2x中有2个，从而x中有1个；氯原子反应前有14个，反应后x除外有8个，所以2x中有6个，因此x中有3个，因此x的化学式是FeCl3；

（3）根据从化学方程式

由此可知一氧化碳和氢气的质量比是：28：4=7：1；

（4）TiCl4与Mg反应的反应物是TiCl4与Mg，生成物是Ti和MgCl2，用观察法配平即可，因此该反应的化学方程式是TiCl4+2MgTi+2MgCl2，该反应中Ar的作用是作保护气。