题目

4.如图为某化工企业生产流程示意图,下列说法不正确的是-|||-Cl2 H2-|||-钛酸亚铁(FeTiO3) CO 甲醇-|||-焦炭 → ①氯化 ②合成 (CH3OH)-|||-TiCl4 ③冶炼 Ti-|||-X Mg Ar 800℃ MgCl2-|||-A.钛酸亚铁(FeTi O3)中钛元素化合价为 +4-|||-B.①中反应为: (O)_(3)+6C+7(Cl)_(2)xlongequal (高温)2X+2Ti(Cl)_(4)+6CO,-|||-2X+2TiCl4+6CO,则X为FeCl3-|||-C.③中氩气(Ar)作保护气,反应类型为置换反应-|||-D.②中为使原料全部转化为甲醇,理论上CO和H2投料的质量比为1:2

题目解答

答案

解析

本题考查化学反应中化合价计算、质量守恒定律、反应类型判断及化学计量比的计算。解题核心在于：

  1. 利用化合价代数和为零原则确定元素化合价；
  2. 通过质量守恒定律推导化学反应式中的未知物；
  3. 根据反应物与生成物的组成判断反应类型；
  4. 根据化学方程式计算反应物的质量比。

A选项分析

钛酸亚铁（FeTiO₃）中，铁元素化合价为+2，氧元素为-2。设钛元素化合价为$x$，根据化合价代数和为0：
$(+2) + x + 3 \times (-2) = 0 \implies x = +4$
结论：钛元素化合价为+4，A正确。

B选项分析

反应式：
$2FeTiO_3 + 6C + 7Cl_2 \xrightarrow{\text{催化剂}} 2X + 2TiCl_4 + 6CO$
质量守恒分析：

  • 反应前：2Fe、2Ti、6O、6C、14Cl
  • 反应后：2Ti、6O、6C、8Cl、2X
    推导X的组成：
    反应前后Fe原子数差为2，Cl原子数差为6，故X为FeCl₃。
    结论：B正确。

C选项分析

反应式：
$TiCl_4 + 2Mg \xrightarrow{Ar} Ti + 2MgCl_2$
反应类型：单质（Mg）与化合物（TiCl₄）反应生成新单质（Ti）和新化合物（MgCl₂），属于置换反应。
结论：C正确。

D选项分析

甲醇合成反应：
$CO + 2H_2 \xrightarrow{} CH_3OH$
质量比计算：

  • CO与H₂的摩尔比为1:2，质量比为$28:4=7:1$
    错误点：题目中给出的质量比为1:2，与计算结果不符。
    结论：D错误。