Question

3．工业钛硬度跟钢铁差不多，但重量几乎只为同体积钢铁的一半．所以钛被誉为“太空金属”．某化工企业利用钛酸亚铁（FeTiO₃）冶炼钛（Ti）的主要工艺流程如图所示．

（1）FeTiO₃中Ti的化合价为+4．
（2）图示“①氯化”的化学方程式为2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2X+2TiCl₄+6CO，其中X的化学式为FeCl₃
（3）图示“②冶炼”反应的化学方程式为2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．

Answer 1

分析 （1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合钛酸亚铁的化学式进行解答即可．
（2）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．
（3）图示“②冶炼”是镁与四氯化钛在800℃时反应生成钛和氯化镁，写出反应的化学方程式即可．

解答 解：（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$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2X+2TiCl₄+6CO，反应前铁、钛、氧、碳、氯原子个数分别为2、2、6、6、14，反应后的生成物中铁、钛、氧、碳、氯原子个数分别为0、2、6、6、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个铁原子和6个氯原子，则每个X分子由1个铁原子和2个氯原子构成，则物质X的化学式为FeCl₃．
（3）图示“②冶炼”是镁与四氯化钛在800℃时反应生成钛和氯化镁，反应的化学方程式为：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
故答案为：（1）+4；（2）FeCl₃；（3）2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．

点评 本题难度不大，掌握化合物中正负化合价代数和为零、利用化学反应前后原子守恒、化学方程式的书写即可正确解答此类题．