Question

金属钛（Ti）的合金具有耐高温，耐腐蚀、强度高等性能，所以，钛合金广泛用于航空、航天工业及化学工业．工业上冶炼金属钛的过程是以钛矿石（主要成分为钛酸亚铁，化学式为FeTiO₃）、焦炭、氯气为原料，在高温条件下制取TiCl₄，其反应化学方程式为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂2TiCl₄+2X+6CO，然后用镁与TiCl₄在高温条件下反应生成金属钛和氯化镁．请根据以上信息回答下列问题：
（1）FeTiO₃中钛元素的化合价为    价．
（2）在制备TiCl₄的反应中，X的化学式为    ．
（3）镁与TiCl₄反应的化学方程式为：    ．

Answer

（1）根据钛酸亚铁的化学式（FeTiO3）及化合物中元素化合价的代数和为0计算钛的化合价．
（2）根据化学反应前后原子的种类和数目不变求X的化学式；
（3）根据题中信息结合化学方程式的书写分析．
【解析】
（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，因化合物中元素化合价的代数和为0，设钛的化合价为x，则（+2）+x+（-2）×3=0，解得x=+4．
故答案为：+4；
（2）观察该反应2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2X+6CO，可知反应前铁原子是2个，钛原子是2个，氧原子是6个，碳原子是6个，氯原子是14个；反应后除2X外，钛原子是2个，氯原子是8个，碳原子是6个，氧原子是6个，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，2X中应有6个氯原子和2个铁原子，因此X的化学式为FeCl3；
故答案为：FeCl3；
（3）根据题中信息，镁与TiCl4在高温条件下反应生成金属钛和氯化镁，该反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2；
故答案为：TiCl4+2MgTi+2MgCl2；