Question

【題目】工業(yè)上制金屬鈦采用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將鈦鐵礦和炭粉混合加熱進(jìn)行氯化處理，并使生成的TiCl4在高溫下用熔融的鎂在氬氣中反應(yīng)可得多孔的海綿鈦，這種海綿鈦經(jīng)過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉，最后制成各種鈦材。下圖為某化工企業(yè)生產(chǎn)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(jià)為___________。

（2）①中的反應(yīng)為：2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，則X為 （填化學(xué)式）。

（3）③中需要氬氣（Ar）作保護(hù)氣，請寫出③中反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是 。

（4）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___________。

Answer 1

【答案】（1）+4；

（2）FeCl3；

（3）TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，；置換反應(yīng)；

（4）7∶1

【解析】

試題分析：（1）設(shè)FeTiO3中Ti的化合價(jià)是x；已知FeTiO3中Fe的化合價(jià)是+2價(jià)，O的化合價(jià)是-2價(jià)，利用化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則得到等式(+2)+x+(-2)×3=0，解得：x=+4；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在反應(yīng)前后各元素原子的個(gè)數(shù)不變；根據(jù)化學(xué)方程式2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，可得出2X由2個(gè)鐵原子、6個(gè)氯原子構(gòu)成，因此x的化學(xué)式是FeCl3；

（3）TiCl4與Mg反應(yīng)的反應(yīng)物是TiCl4與Mg，生成物是Ti和MgCl2，故其化學(xué)方程式為：TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，該反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)與新的化合物，屬于置換反應(yīng)；

（4）根據(jù)從化學(xué)方程式2H2 + CO ═ CH3OH

4 28

故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28:4=7:1。