Question

4．如图为某化工企业生产流程示意图

Ⅰ．钛酸亚铁（FeTiO₃）中Ti元素的化合价为+4；
Ⅱ．①中反应为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂═2X+2TiCl₄+6CO，则X的化学式为FeCl₃；
Ⅲ．②中为使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H₂的化学计量数之比为1：2；
Ⅳ．③中氩气（Ar）作保护气，写出该反应的化学方程式TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．

Answer 1

分析 Ⅰ．根据在化合物中正负化合价代数和为零，进行分析解答．
Ⅱ．由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式．
Ⅲ．②中为使原料全部转化为甲醇，即氢气与一氧化碳反应生成甲醇，由质量守恒定律，反应前后原子的个数相等，进行分析解答．
Ⅳ．③中氩气（Ar）作保护气，TiCl₄与镁反应生成钛和氯化镁，进行分析解答．

解答 解：Ⅰ．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．
Ⅱ．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．
Ⅲ．②中为使原料全部转化为甲醇，即一氧化碳与氢气反应生成甲醇，1个甲醇分子中碳原子和氢原子的个数比为1：4，由质量守恒定律，反应前后原子的个数相等，则理论上CO和H₂的化学计量数之比为：1：2．
Ⅳ．③中氩气（Ar）作保护气，TiCl₄与镁反应生成钛和氯化镁，反应的化学方程式为：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．
故答案为：Ⅰ．+4；Ⅱ．FeCl₃；Ⅲ．1：2；Ⅳ．TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．

点评 本题难度不大，理解化工企业生产流程示意图、掌握化合价的原则、质量守恒定律、化学方程式的书写方法是正确解答本题的关键．