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工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛.将钛铁矿和炭粉混合加热进行氯化处理,并使生成的TiCl4在高温下用熔融的镁在氩气中反应可得多孔的海绵钛,这种海绵钛经过粉碎、放入
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工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛.将钛铁矿和炭粉混合加热进行氯化处理,并使生成的TiCl4在高温下用熔融的镁在氩气中反应可得多孔的海绵钛,这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼,最后制成各种钛材.下图为某化工企业生产流程示意图:
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请回答下列问题:
(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为___;
(2)①中发生的反应为:2FeTiO3+6C+7Cl2
2X+2TiCl4+6CO,则X为___(填化学式);
(3)③中需要氩气(Ar)作保护气,请写出③中反应的化学方程式___,
(4)②中为使原料全部转化为甲醇,理论上CO和H2投料的质量比为___.
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请回答下列问题:
(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为___;
(2)①中发生的反应为:2FeTiO3+6C+7Cl2
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(3)③中需要氩气(Ar)作保护气,请写出③中反应的化学方程式___,
(4)②中为使原料全部转化为甲醇,理论上CO和H2投料的质量比为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)设FeTiO3中P的化合价是x.FeTiO3中Fe的化合价是+2价,O的化合价是-2价,利用化合物中各元素的化合价的代数和为零的原则得到方程(+2)+x+(-2)×3=0,解得,x=+4 所以钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价是+4价;
(2)根据质量守恒定律,在反应前后各元素原子的个数不变.从2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO看钛原子、氧原子、碳原子反应前后除物质x外个数已经相等,故x中无钛原子、氧原子、碳原子.铁反应前共有2个,反应后只有x有,所以2x中有2个,从而x中有1个;氯原子反应前有14个,反应后x除外有8个,所以2x中有6个,因此x中有3个,因此x的化学式是FeCl3;
(3)TiCl4与Mg反应的反应物是TiCl4与Mg,生成物是Ti和MgCl2,用观察法配平即可,因此该反应的化学方程式是TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2;(4)根据从化学方程式2H2+CO═CH3OH
4 28
由此可知一氧化碳和氢气的质量比是:28:4=7:1.
故答案为:(1)+4;(2)FeCl3;(3)TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2;(4)7:1
(2)根据质量守恒定律,在反应前后各元素原子的个数不变.从2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO看钛原子、氧原子、碳原子反应前后除物质x外个数已经相等,故x中无钛原子、氧原子、碳原子.铁反应前共有2个,反应后只有x有,所以2x中有2个,从而x中有1个;氯原子反应前有14个,反应后x除外有8个,所以2x中有6个,因此x中有3个,因此x的化学式是FeCl3;
(3)TiCl4与Mg反应的反应物是TiCl4与Mg,生成物是Ti和MgCl2,用观察法配平即可,因此该反应的化学方程式是TiCl4+2Mg
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Ar |
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由此可知一氧化碳和氢气的质量比是:28:4=7:1.
故答案为:(1)+4;(2)FeCl3;(3)TiCl4+2Mg
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