Question

【題目】二氧化鈦(TiO2)是許多反應的催化劑。工業上用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵，不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2(不與H2SO4反應且不溶于水)）作原料，制取二氧化鈦及綠礬(FeSO4·7H2O)，其生產流程如下：

(1)TiO2中鈦元素的化合價為__________。

(2)加入鐵粉，發生置換反應的化學方程式為__________。

(3)以TiO2為原料還可以制取金屬Ti。請將其中的一步反應的化學方程式補充完整：TiO2+2Cl2+C=TiCl4 +__________。

Answer 1

【答案】 + 4 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑ CO2

【解析】本題是流程題。掌握酸與金屬的化學性質、化合物中元素的化合價的代數式和為零，質量守恒定律的應用等是解題的關鍵。

（1）TiO2中氧元素化合價為-2，設：Ti化合價為x，在化合物中元素的化合價的代數式和為零，則x+（-2）×2=0，解之得x=+4；

（2）加入鐵粉，鐵粉能與過量的稀硫酸生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，反應的化學方程式為：Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑；

（3）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，由反應的化學方程式，反應前鈦、氧、氯、碳原子個數分別為1、2、4、1，反應后的生成物中鈦、氧、氯、碳原子個數分別為1、0、4、0，根據反應前后原子種類、數目不變，橫線上物質的分子由2個氧原子和1個碳原子構成，物質X的化學式為CO2。