Question

4．某化工企業(yè)生產(chǎn)流程圖如下：
已知氯化、合成、冶煉三個(gè)過程中反應(yīng)方程式分別為：①2FeTiO₃+6C+7Cl₂ $\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2X+2TiCl₄+6CO
②CO+2H₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH
③2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂
（1）反應(yīng)中X的化學(xué)式為FeCl₃，已知鈦酸亞鐵〔FeTiO₃）中鐵元素顯+2價(jià)，則鈦元素的化合價(jià)為+4價(jià)；
（2）鈦在高溫下能與氧氣、氮?dú)獾任镔|(zhì)化合，在冶煉鈦時(shí)需充入氬氣，原因是防止鈦在高溫下能與氧氣、氮?dú)獾任镔|(zhì)化合；
（3）鈦及鈦的合金被譽(yù)為“空間金屬”，常用于航天航空工業(yè)，也可用于造船和化學(xué)工業(yè)，這是因?yàn)殁伡扳伒暮辖鹁哂忻芏刃。◤?qiáng)度大等）（任寫一條〕等優(yōu)點(diǎn)；
（4）反應(yīng)中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇：投料時(shí)理論上應(yīng)控制CO和H₂的質(zhì)量比為7：1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析X的化學(xué)式，根據(jù)化合價(jià)原則求出元素的化合價(jià)；
（2）根據(jù)鈦在高溫時(shí)的性質(zhì)分析回答；
（3）根據(jù)鈦及鈦合金的性能分析回答；
（4）反應(yīng)②中CO和H₂的質(zhì)量比分析回答．

解答 解：（1）反應(yīng)①觀察該反應(yīng)2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2TiCl₄+2X+6CO，可知反應(yīng)前鐵原子是2個(gè)，鈦原子是2個(gè)，氧原子是6個(gè)，碳原子是6個(gè)，氯原子是14個(gè)；反應(yīng)后除2X外，鈦原子是2個(gè)，氯原子是8個(gè)，碳原子是6個(gè)，氧原子是6個(gè)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，2X中應(yīng)有6個(gè)氯原子和2個(gè)鐵原子，因此X的化學(xué)式為FeCl₃；
，已知鈦酸亞鐵〔FeTiO₃中鐵元素顯+2價(jià)，氧為-2價(jià)，由化合價(jià)原則可推出則鈦元素的化合價(jià)為+4價(jià)；
（2）由題干信息可知，在冶煉鈦時(shí)需充入氬氣，原因是防止鈦在高溫下能與氧氣、氮?dú)獾任镔|(zhì)化合；
（3）鈦及鈦的合金被譽(yù)為“空間金屬”，常用于航天航空工業(yè)，也可用于造船和化學(xué)工業(yè)，這是因?yàn)殁伡扳伒暮辖鹁哂忻芏刃�、�?qiáng)度大、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；
（4）反應(yīng)②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇：投料時(shí)理論上應(yīng)控制CO和H₂的質(zhì)量比為：28：（2×2）=7：1．
故答案為：（1）FeCl₃，+4；（2）防止鈦在高溫下能與氧氣、氮?dú)獾任镔|(zhì)化合；（3）密度�。◤�(qiáng)度大等）；（4）7：1

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算指定元素化合價(jià)的解題能力以及根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷物質(zhì)化學(xué)式的能力，難度不大．