Question

金屬鈦（Ti）的合金具有耐高溫，耐腐蝕、強(qiáng)度高等性能，所以，鈦合金廣泛用于航空、航天工業(yè)及化學(xué)工業(yè)．工業(yè)上冶煉金屬鈦的過(guò)程是以鈦礦石（主要成分為鈦酸亞鐵，化學(xué)式為FeTiO₃）、焦炭、氯氣為原料，在高溫條件下制取TiCl₄，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂2TiCl₄+2X+6CO，然后用鎂與TiCl₄在高溫條件下反應(yīng)生成金屬鈦和氯化鎂．請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）FeTiO₃中鈦元素的化合價(jià)為_(kāi)_____價(jià)．
（2）在制備TiCl₄的反應(yīng)中，X的化學(xué)式為_(kāi)_____．
（3）鎂與TiCl₄反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______．

Answer 1

解：（1）鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiO₃，其中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，因化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，設(shè)鈦的化合價(jià)為x，則（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4．
故答案為：+4；
（2）觀察該反應(yīng)2FeTiO₃+6C+7Cl₂2TiCl₄+2X+6CO，可知反應(yīng)前鐵原子是2個(gè)，鈦原子是2個(gè)，氧原子是6個(gè)，碳原子是6個(gè)，氯原子是14個(gè)；反應(yīng)后除2X外，鈦原子是2個(gè)，氯原子是8個(gè)，碳原子是6個(gè)，氧原子是6個(gè)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，2X中應(yīng)有6個(gè)氯原子和2個(gè)鐵原子，因此X的化學(xué)式為FeCl₃；
故答案為：FeCl₃；
（3）根據(jù)題中信息，鎂與TiCl₄在高溫條件下反應(yīng)生成金屬鈦和氯化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；
故答案為：TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；
分析：（1）根據(jù)鈦酸亞鐵的化學(xué)式（FeTiO₃）及化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0計(jì)算鈦的化合價(jià)．
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變求X的化學(xué)式；
（3）根據(jù)題中信息結(jié)合化學(xué)方程式的書寫分析．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算指定元素化合價(jià)的解題能力以及根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷物質(zhì)化學(xué)式的能力，難度不大．