Question

【题目】二氧化钛(TiO2)是许多反应的催化剂。工业上用钛铁矿（主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁，不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2(不与H2SO4反应且不溶于水)）作原料，制取二氧化钛及绿矾(FeSO4·7H2O)，其生产流程如下：

(1)TiO2中钛元素的化合价为__________。

(2)加入铁粉，发生置换反应的化学方程式为__________。

(3)以TiO2为原料还可以制取金属Ti。请将其中的一步反应的化学方程式补充完整：TiO2+2Cl2+C=TiCl4 +__________。

Answer 1

【答案】 + 4 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑ CO2

【解析】本题是流程题。掌握酸与金属的化学性质、化合物中元素的化合价的代数式和为零，质量守恒定律的应用等是解题的关键。

（1）TiO2中氧元素化合价为-2，设：Ti化合价为x，在化合物中元素的化合价的代数式和为零，则x+（-2）×2=0，解之得x=+4；

（2）加入铁粉，铁粉能与过量的稀硫酸生成硫酸亚铁溶液和氢气，反应的化学方程式为：Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑；

（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前钛、氧、氯、碳原子个数分别为1、2、4、1，反应后的生成物中钛、氧、氯、碳原子个数分别为1、0、4、0，根据反应前后原子种类、数目不变，横线上物质的分子由2个氧原子和1个碳原子构成，物质X的化学式为CO2。