题目内容
【题目】下图为某化工企业生产流程示意图：
钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素为 价；
（2）①中反应为：2FeTiO3＋6C＋7Cl2 
2X＋2TiCl4＋6CO，则X为 ；
（3）③中氩气（Ar）作保护气，发生的置换反应是 ；
（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 。
【答案】(1) +4 价；(2)FeCl3；(3) 2Mg + TiCl4
Ti + 2MgCl2；(4) 7 : 1 。
【解析】
试题（1）根据化合物中元素的正负化合价的代数和为零，设钛元素的化合价为x，即（+2）+x+13X3=0；x=+4,（2）根据质量守恒定律化学反应前后的原子个数不变得出X为FeCl3（3）③中氩气（Ar）作保护气，发生的置换反应是： 2Mg + TiCl4Ti + 2MgCl2；（4）因为甲醇中碳、氧元素与氢元素的质量比为：28:4=7：1，故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：7:1.
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【题目】在CO2复习课上，小组合作激发了师生学习的热情：
（一）老师设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质。
说明：①装置I 中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。
②装置III 中在小试管外壁贴有４片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干。
（1）实验时，打开K1，关闭K2，可用来制备CO2。Ⅰ中反应的化学式表达式为_________________，检验II 中气体收集满的方法是 ________________。
（2）实验时，关闭K1，打开K2，可用于探究CO2的性质。实验时III 中出现的现象是___________，有关反应的化学式表达式为______，该实验说明CO2具有的性质是_______________、 _____________。
（二）同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中。针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究。
（提出问题）按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？
（作出猜想）①排空气法收集到的CO2气体可能不纯。
②____。
③……
（进行实验）小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据如下表。（已知：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小）
气体样本 | 1 | 2 | 3 | 4 |
收集方法 | 向上排空气法 | 向上排空气法 | 排水法 | 排水法 |
2小时 | 13.7% | 15.0% | 15.3% | 15.1% |
24小时 | 35.7% | 56.3% | 94.2% | 93.6% |
（得出结论）课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是________。
（实验反思）该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考。
（1）向上排空气法收集CO2的纯度。
小组同学用容积为150mL 的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO2排出这些水。用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭。试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况，实验结果如下表 。
实验1 | 实验2 | 实验3 | 实验4 | |
集气瓶中预留水的体积 | 60mL | 45mL | 42mL | 39mL |
CO2的体积分数 | 40% | 30% | X | 26% |
燃着的木条状况 | 灭 | 灭 | 灭 | 不灭 |
上表中X的值为________。
（2）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO2气体，记录所需时间，如下表所示。
1 | 2 | 3 | 4 | |
排水法 | 35" | 43" | 43" | 43" |
排空气法 | 1'57" | 1'15" | 1'4" | 1'12" |
①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是_______。
②综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价：________。
