Question

3．二氧化钛（TiO₂）是许多反应的催化剂．工业上用钛铁矿【主要成分为FeTiO₃（钛酸亚铁，不溶于水）、Fe₂O₃及少量SiO₂（不与H₂SO₄反应且不溶于水）作原料，制取二氧化钛及绿矾（FeSO₄•7H₂O）】，其生产流程如下：

（1）加入H₂SO₄后，发生的反应有FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O和Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）加入铁粉，发生置换反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（3）以TiO₂为原料还可以制取金属Ti．请将其中的一步反应的化学方程式补充完整：
TiO₂+2Cl₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂．

Answer 1

分析 （1）由Fe₂O₃与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，进行分析解答．
（2）加入铁粉，铁粉能与过量的稀硫酸生成硫酸亚铁溶液和氢气，写出反应的化学方程式即可．
（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，进行分析解答．

解答 解：（1）Fe₂O₃与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式是：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（2）加入铁粉，铁粉能与过量的稀硫酸生成硫酸亚铁溶液和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（3）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，反应前钛、氧、氯、碳原子个数分别为1、2、4、1，反应后的生成物中钛、氧、氯、碳原子个数分别为1、0、4、1、根据反应前后原子种类、数目不变，则每个横线上物质的分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO₂．
故答案为：（1）Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；（2）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；（3）CO₂．

点评 本题难度不大，理解用钛铁矿作原料制取二氧化钛及绿矾的反应流程，掌握酸与金属的化学性质、化学方程式的书写方法等是正确解答本题的关键．