Question

【題目】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___________。

（2）①中的反應為：2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，則X為 （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 ，該反應的基本反應類型是 。

（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___________。

Answer 1

【答案】（1）+4；

（2）FeCl3；

（3）TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，；置換反應；

（4）7∶1

【解析】

試題分析：（1）設FeTiO3中Ti的化合價是x；已知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等式(+2)+x+(-2)×3=0，解得：x=+4；

（2）根據質量守恒定律，在反應前后各元素原子的個數不變；根據化學方程式2FeTiO3＋6C＋7Cl22X＋2TiCl4＋6CO，可得出2X由2個鐵原子、6個氯原子構成，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，故其化學方程式為：TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，該反應是由一種單質與一種化合物反應生成新的單質與新的化合物，屬于置換反應；

（4）根據從化學方程式2H2 + CO ═ CH3OH

4 28

故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28:4=7:1。