Question

10．2014年3月8日凌晨，马来西亚航空公司一架载有239人（其中154名中国人）的客机在飞往北京的途中突然失踪，引起全世界的关注，多个国家参与搜索，其中飞机“黑匣子”（名为航空飞行记录器）是搜寻的重点之一．制取“黑匣子”的材料之一是金属钛，钛具有硬度大、密度小、熔点高、抗腐蚀性远优于不锈钢等优良性能，地球表面富含钛铁矿石，钛铁矿石的主要成分是FeTiO₃．请回答：
（1）已知FeTiO₃中，钛的化合价为+4价，则铁的化合价为+2价．
（2）冶炼金属钛时可分为两步：
①将钛铁矿石转化为TiCl₄，②将TiCl₄再与Na在“一定条件”下反应生成Ti和NaCl．请写出②中反应的化学方程式：TiCl₄+4Na$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$Ti+4NaCl．
（3）如图是实验室模拟工业炼铁的装置图，该装置中共发生了4个化学反应，请你写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．

Answer 1

分析 （1）根据化合物中各元素化合价的代数和为零求出铁的化合价；
（2）根据反应物及生成物写出化学方程式；
（3）根据实验过程中发生的化学变化以及化学方程式的写法来分析．

解答 解：（1）钛的化合价为+4价，氧元素的化合价为-2价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中各元素化合价的代数和为零的规律，可得x+4+（-2）×3=0；解之得x=+2．故填：+2；
（2）TiCl₄与Na在一定条件下能反应生成Ti和NaCl．用化学方程式表示为：TiCl₄+4Na$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$Ti+4NaCl．故答案为：TiCl₄+4Na$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$Ti+4NaCl；
（3）该装置中发生了在高温下一氧化碳还原四氧化三铁、酒精燃烧、二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊以及一氧化碳的燃烧四个化学反应；在高温的条件下，一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳；故填：4；4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．

点评 本题以一种金属矿物为切入点综合考查了化合价、化学方程式及金属的冶炼方面的知识．