Question

【題目】金屬（Ti）硬度大、熔點高、耐腐蝕，被譽為“未來的金屬”．鈦酸亞鐵（FeTiO3）過一系列反應制備鈦和甲醇（CH3OH）主要生成過程如下：

（1）鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素為 價．

（2）①中發生反應的化學方程式為：2FeTiO3+6C+7Cl22X+2TiCl4+6CO，則X為 ．

（3）③冶煉發生反應的化學方程式為 ．該反應在氬氣（Ar）中進行的理由是 ．

（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 ．

（5）綠色化學提倡物料循環，以上流程中可用于循環的物質除Cl2、Mg外，還有 ．

Answer 1

【答案】（1）+4；（2）FeCl3；

（3）TiCl4+2MgTi+2MgCl2；防止Mg、Ti被氧化；

（4）7：1；（5）MgCl2．

【解析】（1）鈦酸亞鐵中鐵元素顯+2價，氧元素顯﹣2價，設鈦元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：（+2）+x+（﹣2）×3=0，則x=+4價．

（2）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，由反應的化學方程式2FeTiO3+6C+7Cl2═2X+2TiCl4+6CO，反應前鐵、鈦、氧、碳、氯原子個數分別為2、2、6、6、14，反應后的生成物中鐵、鈦、氧、碳、氯原子個數分別為0、2、6、6、8，根據反應前后原子種類、數目不變，則，2X分子中含有2個鐵原子和6個鐵原子，則每個X分子由1個鐵原子和3個氯原子構成，則物質X的化學式為FeCl3．

（3）③中反應，即鎂與TiCl4在800℃，在氬氣的環境中反應生成氯化鎂和鈦，反應的化學方程式TiCl4+2MgTi+2MgCl2．

氬氣的化學性質很不活潑，該反應在氬氣（Ar）中進行的理由是防止Mg、Ti被氧化．

（4）②中反應，即一氧化碳與氫氣反應生成甲醇，反應的化學方程式為CO+2H2═CH3OH．為使原料全部轉化為甲醇，理論上CO和H2投料的質量比為28：（2×2）=7：1．

（5）既是反應物，也是生成物的物質，可以循環使用，以上流程中可用于循環的物質除Cl2、Mg外，還有MgCl2．