Question

4．如圖為某化工企業(yè)生產(chǎn)流程示意圖

Ⅰ．鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中Ti元素的化合價為+4；
Ⅱ．①中反應(yīng)為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂═2X+2TiCl₄+6CO，則X的化學(xué)式為FeCl₃；
Ⅲ．②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇，理論上CO和H₂的化學(xué)計量數(shù)之比為1：2；
Ⅳ．③中氬氣（Ar）作保護氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．

Answer 1

分析 Ⅰ．根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，進行分析解答．
Ⅱ．由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，據(jù)此由反應(yīng)的化學(xué)方程式推斷生成物X的化學(xué)式．
Ⅲ．②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇，即氫氣與一氧化碳反應(yīng)生成甲醇，由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的個數(shù)相等，進行分析解答．
Ⅳ．③中氬氣（Ar）作保護氣，TiCl₄與鎂反應(yīng)生成鈦和氯化鎂，進行分析解答．

解答 解：Ⅰ．鈦酸亞鐵中鐵元素顯+2價，氧元素顯-2價，設(shè)鈦元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，則x=+4價．
Ⅱ．由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，由反應(yīng)的化學(xué)方程式2FeTiO₃+6C+7Cl₂═2X+2TiCl₄+6CO，反應(yīng)前鐵、鈦、氧、碳、氯原子個數(shù)分別為2、2、6、6、14，反應(yīng)后的生成物中鐵、鈦、氧、碳、氯原子個數(shù)分別為0、2、6、6、8，根據(jù)反應(yīng)前后原子種類、數(shù)目不變，則，2X分子中含有2個鐵原子和6個鐵原子，則每個X分子由1個鐵原子和3個氯原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學(xué)式為FeCl₃．
Ⅲ．②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇，即一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇，1個甲醇分子中碳原子和氫原子的個數(shù)比為1：4，由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的個數(shù)相等，則理論上CO和H₂的化學(xué)計量數(shù)之比為：1：2．
Ⅳ．③中氬氣（Ar）作保護氣，TiCl₄與鎂反應(yīng)生成鈦和氯化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．
故答案為：Ⅰ．+4；Ⅱ．FeCl₃；Ⅲ．1：2；Ⅳ．TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Ar\;\;\;\;\;}}{800℃}$Ti+2MgCl₂．

點評 本題難度不大，理解化工企業(yè)生產(chǎn)流程示意圖、掌握化合價的原則、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式的書寫方法是正確解答本題的關(guān)鍵．