Question

【題目】）常溫下鈦的化學(xué)活性很小，在較高溫度下可與多種物質(zhì)反應(yīng)。

（1）工業(yè)上由金紅石（含TiO2大于96%）為原料生產(chǎn)鈦的流程如下：

① 沸騰氯化爐中發(fā)生的主要反應(yīng)為：_____________。

② 己知：Ti (s)+2Cl2(g)=TiCl4(l) △H=akJ/mol；

2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=bkJ/mol；

Na(s) = Na (l) △H=ckJ/mol

則TiCl4(l)＋4Na(l)＝Ti(s)+4NaCl(s) △H=________kJ/mol

③ TiCl4遇水強(qiáng)烈水解，寫出其水解的化學(xué)方程式________。

（2）TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解質(zhì)為熔融的氯化鈣，原理如圖所示。二氧化鈦電極連接電源_____極，該極電極反應(yīng)為__________。

（3）若以二甲醚（CH3OCH3）、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，多孔石墨為電極構(gòu)成的燃料電池提供上述電解的電源，則該電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________。

Answer 1

【答案】 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 2b-4c-a TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑ 負(fù) TiO2+4e-=Ti+O2- CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O

【解析】（1）①沸騰爐中流程可知反應(yīng)物為氯氣、碳和TiO2，反應(yīng)生成TiCl4和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol；(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol；(III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol，根據(jù)方程式可知將方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)，△H=2b-4c-a；③TiCl4遇水強(qiáng)烈水解，鈦離子結(jié)合氫氧根離子形成氫氧化鈦出的和氯化氫，反應(yīng)進(jìn)行徹底，反應(yīng)的化學(xué)方程式TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑；（2）電解時(shí)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子，和電源負(fù)極相連；電極反應(yīng)式為TiO2+4e－=Ti+2O2-；（3）原電池中負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，因此二甲醚在負(fù)極通入，電解質(zhì)溶液顯堿性，因此該電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O。