Question

【题目】金属（Ti）硬度大、熔点高、耐腐蚀，被誉为“未来的金属”．钛酸亚铁（FeTiO3）过一系列反应制备钛和甲醇（CH3OH）主要生成过程如下：

（1）钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素为 价．

（2）①中发生反应的化学方程式为：2FeTiO3+6C+7Cl22X+2TiCl4+6CO，则X为 ．

（3）③冶炼发生反应的化学方程式为 ．该反应在氩气（Ar）中进行的理由是 ．

（4）②中为使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H2投料的质量比为 ．

（5）绿色化学提倡物料循环，以上流程中可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有 ．

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）钛酸亚铁中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+2）+x+（﹣2）×3=0，则x=+4价．

（2）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式2FeTiO3+6C+7Cl2═2X+2TiCl4+6CO，反应前铁、钛、氧、碳、氯原子个数分别为2、2、6、6、14，反应后的生成物中铁、钛、氧、碳、氯原子个数分别为0、2、6、6、8，根据反应前后原子种类、数目不变，则，2X分子中含有2个铁原子和6个铁原子，则每个X分子由1个铁原子和3个氯原子构成，则物质X的化学式为FeCl3．

（3）③中反应，即镁与TiCl4在800℃，在氩气的环境中反应生成氯化镁和钛，反应的化学方程式TiCl4+2MgTi+2MgCl2．

氩气的化学性质很不活泼，该反应在氩气（Ar）中进行的理由是防止Mg、Ti被氧化．

（4）②中反应，即一氧化碳与氢气反应生成甲醇，反应的化学方程式为CO+2H2═CH3OH．为使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H2投料的质量比为28：（2×2）=7：1．

（5）既是反应物，也是生成物的物质，可以循环使用，以上流程中可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有MgCl2．