Question

(15分)21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)。下面是利用鈦白粉(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦(Ti)的一種工藝流程：

已知：

① Mg(s)＋Cl2 (g)＝MgCl2 (s) △H＝－641 kJ·mol－1

② Cl2(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl4 (l) △H＝－385 kJ·mol－1

（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃下進行，還生成一種可燃性無色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為 。

（3）反應(yīng)Ⅱ中充入氣體Ar的原因是 。

（4）在800℃～1000℃時電解TiO2也可制得海綿鈦，裝置如圖所示。圖中b是電源的 極，陰極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

（15分） （每空3分）

（1）TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO；

（2）2Mg(s)+TiCl4(l)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=-512kJ·mol-1

（3）作保護氣，防止金屬被氧化 （4）正 TiO2 +4e－=Ti+2O2－

【解析】

試題分析：反應(yīng)I、由工藝流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO；

（2） 反應(yīng) II、鎂與四氯化鈦在氬氣氛圍中高溫下生成金屬鈦與氯化鎂，根據(jù)蓋斯定律，①×2-②×2得－641 kJ·mol－1×2+385 kJ·mol－1×2=-512kJ·mol-1，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Mg(s)+TiCl4(l)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=-512kJ·mol-1

（3）Ar性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫下與鎂不反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ中充入氣體Ar的原因是作保護氣，防止金屬被氧化；

（4）在800℃～1000℃時電解TiO2也可制得海綿鈦，二氧化鈦得電子，作陰極，與電源負(fù)極相連，則圖中b是電源的正極，陰極的電極反應(yīng)式為TiO2 +4e－=Ti+2O2－ 。

考點：考查鈦生產(chǎn)的工藝流程，蓋斯定律的應(yīng)用，電解等知識。