氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),為了提高原料的利用率,將電解的Y氣體作為燃料電池的燃料,為電解池供電;X氣體作為鈦的冶煉原料,在這種工藝設(shè)計(jì)中,相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中氯堿工業(yè)裝置中的電極未標(biāo)出,所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò).如圖所示:
(1)①圖中的節(jié)能型氯堿工業(yè)部分,X、Y分別是
Cl2
Cl2
、
H2
H2
(填化學(xué)式),分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%與6%的大小為
a%<b%
a%<b%
;
②分別寫(xiě)出燃料電池B中正、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng),正極:
O2+4e-+2H2O═4OH-
O2+4e-+2H2O═4OH-
,負(fù)極:
H2-2e-+2OH-═2H2O
H2-2e-+2OH-═2H2O
;
③這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)(電)能之處在于(寫(xiě)出兩點(diǎn)):
燃料電池可以為電解池補(bǔ)充電能
燃料電池可以為電解池補(bǔ)充電能
、
提高產(chǎn)品氫氧化鈉的濃度,降低能耗
提高產(chǎn)品氫氧化鈉的濃度,降低能耗
.
(2)寫(xiě)出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式:
2FeTiO
3+6C+7Cl
22FeCl
3+2TiCl
4+6CO
2FeTiO
3+6C+7Cl
22FeCl
3+2TiCl
4+6CO
.
(3)TiCl
4暴露在潮濕空氣中冒白煙,白煙主要為白色的二氧化鈦的水合物H
2TiO
3,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
.
(4)已知:①
Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)△H=-641kJ?mol
-1②
Ti(s)+Cl2(g)TiCl4(I)△H=-385kJ?mol
-1寫(xiě)出Mg與TiCl
4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
2Mg(s)+TiCl4(s)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H-512kJ?mol-1
2Mg(s)+TiCl4(s)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H-512kJ?mol-1
,反應(yīng)在氬氣氛圍中進(jìn)行的原因是
Mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可以防止被氧化
Mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可以防止被氧化
.