Question

工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将钛铁矿和炭粉混合加热进行氯化处理，并使生成的TiCl4在高温下用熔融的镁在氩气中反应可得多孔的海绵钛，这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。下图为某化工企业生产流程示意图：

请回答下列问题：

（1）钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素的化合价为___________。

（2）①中的反应为：2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，则X为 （填化学式）。

（3）③中需要氩气（Ar）作保护气，请写出③中反应的化学方程式 ，该反应的基本反应类型是 。

（4）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___________。

Answer 1

（1）+4；

（2）FeCl3；

（3）TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，；置换反应；

（4）7∶1

【解析】

试题分析：（1）设FeTiO3中Ti的化合价是x；已知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等式(+2)+x+(-2)×3=0，解得：x=+4；

（2）根据质量守恒定律，在反应前后各元素原子的个数不变；根据化学方程式2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，可得出2X由2个铁原子、6个氯原子构成，因此x的化学式是FeCl3；

（3）TiCl4与Mg反应的反应物是TiCl4与Mg，生成物是Ti和MgCl2，故其化学方程式为：TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成新的单质与新的化合物，属于置换反应；

（4）根据从化学方程式2H2 + CO ═ CH3OH

4 28

故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28:4=7:1。

考点：物质的相互转化和制备；化合价的计算；质量守恒定律的应用；化学方程式的书写以及意义；基本反应类型的判断