Question

某經濟開發區將鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成了一個產業鏈（如圖所示），大大提高了資源利用率，減少了環境污染．請填寫：
（1）氯堿廠用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿，同時得到氯氣和氫氣．寫出其化學方程式：________．
（2）鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中鈦元素的化合價是________．鈦冶煉廠氯化車間的氯化過程發生如下反應：2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2X+2TiCl₄+6CO，則X的化學式為________，其名稱為________．
（3）試寫出TiCl₄與Mg反應生成金屬Ti的化學方程式________，該反應屬于________反應．上述反應需在氬氣環境中進行，理由是________．
（4）同溫同壓下，任何氣體之間的體積比就是它們的分子數之比．在一定條件下用H₂和CO化合生成甲醇（化學方程式是2H₂+CO═CH₃OH），則合成甲醇時，H₂和CO兩種氣體的體積比應為________．

Answer 1

解：（1）電解飽和食鹽水，反應物是氯化鈉和水，生成物是氫氧化鈉、氯氣和氫氣．故答案為：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
（2）設FeTiO₃中P的化合價是x．FeTiO₃中Fe的化合價是+2價，O的化合價是-2價，利用化合物中各元素的化合價的代數和為零的原則得到方程
（+2）+x+（-2）×3=0
解得，x=+4 所以鈦酸亞鐵（FeTiO₃）中鈦元素的化合價是+4價；
據質量守恒定律，在反應前后各元素原子的個數不變．從2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2X+2TiCl₄+6CO看鈦原子、氧原子、碳原子反應前后除物質x外個數已經相等，故x中無鈦原子、氧原子、碳原子．鐵反應前共有2個，反應后只有x有，所以2x中有2個，從而x中有1個；氯原子反應前有14個，反應后x除外有8個，所以2x中有6個，因此x中有3個，因此x的化學式是FeCl₃；
FeCl₃中鐵顯+3價，讀作氯化鐵．
故答案為：+4價；FeCl₃； 氯化鐵
（3）TiCl₄與Mg反應的反應物是TiCl₄與Mg，生成物是Ti和MgCl₂，因此該反應的化學方程式是TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；該反應中TiCl₄、MgCl₂是化合物，Ti、Mg是單質，屬于一種單質和一種化合物反應生成另外一種單質和另外一種化合物的反應，是置換反應；反應需在氬氣環境中進行，是因為氬氣的化學性質穩定，可做保護氣．故答案為：TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂；置換；作保護氣
（4）同溫同壓下，任何氣體之間的體積比就是它們的分子數之比，從化學方程式2H₂+CO═CH₃OH看，H₂和CO前的化學計量數之比是2：1，即體積比．故答案為：2：1
分析：（1）根據化學方程式的書寫方法填寫；
（2）根據化合物中正負化合價的代數和為零的原則計算鈦元素的化合價，根據質量守恒定律推斷x的化學式；
（3）根據化學方程式的書寫方法填寫化學方程式，根據反應類型的特點判斷反應類型；
（4）根據題目給出的信息計算．
點評：本題主要考查了化合價的計算、化學方程式的書寫以及質量守恒定律的應用，同時考查了學生從題目中獲取信息并運用的能力．計算元素的化合價時一定要注意，一定不要忘記填上正號．