Question

（2013?北塘區一模）工業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可得多孔的海綿鈦，這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉，最后制成各種鈦材．下圖為某化工企業生產流程示意圖：

請回答下列問題：
（1）鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中鈦元素的化合價為

+4

；
（2）①中發生的反應為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂ 

一定條件  .

2X+2TiCl₄+6CO，則X為

FeCl₃

（填化學式）；
（3）③中需要氬氣（Ar）作保護氣，請寫出③中反應的化學方程式

TiCl₄+2Mg

800℃  .

Ar

Ti+2MgCl₂

，并推測鈦的一點化學性質

鈦易與氧氣反應

；
（4）②中為使原料全部轉化為甲醇，理論上CO和H₂投料的質量比為

7：1

．

Answer 1

分析：（1）根據在化合物中正負化合價代數和為零考慮；（2）根據質量守恒定律推斷x的化學式；（3）根據化學方程式的書寫方法填寫化學方程式，根據用氬氣作保護氣考慮化學性質；（4）根據氫氣和一氧化碳反應的方程式考慮質量比．

解答：解：（1）設FeTiO₃中P的化合價是x．FeTiO₃中Fe的化合價是+2價，O的化合價是-2價，利用化合物中各元素的化合價的代數和為零的原則得到方程（+2）+x+（-2）×3=0
解得，x=+4 所以鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中鈦元素的化合價是+4價；
（2）根據質量守恒定律，在反應前后各元素原子的個數不變．從2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2X+2TiCl₄+6CO看鈦原子、氧原子、碳原子反應前后除物質x外個數已經相等，故x中無鈦原子、氧原子、碳原子．鐵反應前共有2個，反應后只有x有，所以2x中有2個，從而x中有1個；氯原子反應前有14個，反應后x除外有8個，所以2x中有6個，因此x中有3個，因此x的化學式是FeCl₃；
（3）TiCl₄與Mg反應的反應物是TiCl₄與Mg，生成物是Ti和MgCl₂，用觀察法配平即可，因此該反應的化學方程式是TiCl₄+2Mg

800℃  .

Ar

Ti+2MgCl₂；需要用氬氣作保護氣說明鈦易與氧氣反應；
（4）根據從化學方程式2H₂+CO═CH₃OH
                     4   28       由此可知一氧化碳和氫氣的質量比是：28：4=7：1．
故答案為：（1）+4；（2）FeCl₃；（3）TiCl₄+2Mg

800℃  .

Ar

Ti+2MgCl₂；（4）7：1．

點評：本題主要考查了化合價的計算、化學方程式的書寫以及質量守恒定律的應用，同時考查了學生從題目中獲取信息并運用的能力．計算元素的化合價時一定要注意，一定不要忘記填上正號．