Question

（2013?德陽）金屬鈦（Ti）的合金具有耐高溫，耐腐蝕、強度高等性能，所以，鈦合金廣泛用于航空、航天工業及化學工業．工業上冶煉金屬鈦的過程是以鈦礦石（主要成分為鈦酸亞鐵，化學式為FeTiO₃）、焦炭、氯氣為原料，在高溫條件下制取TiCl₄，其反應化學方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高溫  .

2TiCl₄+2X+6CO，然后用鎂與TiCl₄在高溫條件下反應生成金屬鈦和氯化鎂．請根據以上信息回答下列問題：
（1）FeTiO₃中鈦元素的化合價為

+4

價．
（2）在制備TiCl₄的反應中，X的化學式為

FeCl₃

．
（3）鎂與TiCl₄反應的化學方程式為：

TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂

．

Answer 1

分析：（1）根據鈦酸亞鐵的化學式（FeTiO₃）及化合物中元素化合價的代數和為0計算鈦的化合價．
（2）根據化學反應前后原子的種類和數目不變求X的化學式；
（3）根據題中信息結合化學方程式的書寫分析．

解答：解：（1）鈦酸亞鐵的化學式為FeTiO₃，其中鐵元素的化合價為+2價，氧元素的化合價為-2價，因化合物中元素化合價的代數和為0，設鈦的化合價為x，則（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4．
故答案為：+4；
（2）觀察該反應2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高溫  .

2TiCl₄+2X+6CO，可知反應前鐵原子是2個，鈦原子是2個，氧原子是6個，碳原子是6個，氯原子是14個；反應后除2X外，鈦原子是2個，氯原子是8個，碳原子是6個，氧原子是6個，根據化學反應前后原子的種類和數目不變，2X中應有6個氯原子和2個鐵原子，因此X的化學式為FeCl₃；
故答案為：FeCl₃；
（3）根據題中信息，鎂與TiCl₄在高溫條件下反應生成金屬鈦和氯化鎂，該反應的化學方程式為TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂；
故答案為：TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂；

點評：本題考查學生根據在化合物中正負化合價代數和為零計算指定元素化合價的解題能力以及根據質量守恒定律推斷物質化學式的能力，難度不大．