Question

某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大提高了资源利用率，减少了环境污染．请填写：
（1）氯碱厂用电解饱和食盐水的方法制取烧碱，同时得到氯气和氢气．写出其化学方程式：    ．
（2）钛酸亚铁（FeTiO₃）中钛元素的化合价是    ．钛冶炼厂氯化车间的氯化过程发生如下反应：2FeTiO₃+6C+7Cl₂═2X+2TiCl₄+6CO，则X的化学式为    ，其名称为    ．
（3）试写出TiCl₄与Mg反应生成金属Ti的化学方程式    ，该反应属于    反应．上述反应需在氩气环境中进行，理由是    ．
（4）同温同压下，任何气体之间的体积比就是它们的分子数之比．在一定条件下用H₂和CO化合生成甲醇（化学方程式是2H₂+CO═CH₃OH），则合成甲醇时，H₂和CO两种气体的体积比应为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据化学方程式的书写方法填写；
（2）根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则计算钛元素的化合价，根据质量守恒定律推断x的化学式；
（3）根据化学方程式的书写方法填写化学方程式，根据反应类型的特点判断反应类型；
（4）根据题目给出的信息计算．
解答：解：（1）电解饱和食盐水，反应物是氯化钠和水，生成物是氢氧化钠、氯气和氢气．故答案为：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑        
（2）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；
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；
FeCl₃中铁显+3价，读作氯化铁．
故答案为：+4价；FeCl₃； 氯化铁
（3）TiCl₄与Mg反应的反应物是TiCl₄与Mg，生成物是Ti和MgCl₂，因此该反应的化学方程式是TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；该反应中TiCl₄、MgCl₂是化合物，Ti、Mg是单质，属于一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物的反应，是置换反应；反应需在氩气环境中进行，是因为氩气的化学性质稳定，可做保护气．故答案为：TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；置换；作保护气
（4）同温同压下，任何气体之间的体积比就是它们的分子数之比，从化学方程式2H₂+CO═CH₃OH看，H₂和CO前的化学计量数之比是2：1，即体积比．故答案为：2：1
点评：本题主要考查了化合价的计算、化学方程式的书写以及质量守恒定律的应用，同时考查了学生从题目中获取信息并运用的能力．计算元素的化合价时一定要注意，一定不要忘记填上正号．