Question

（15分）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬。如下圖所示，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率，減小環(huán)境污染。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

（1）電解飽和食鹽水時(shí)，該反應(yīng)的離子方程式是____________________。

（2）已知：①M(fèi)g(s)＋Cl₂(g)=MgCl₂(s);

②

則____________

反應(yīng)：在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是________

（3）寫出鈦鐵礦與焦炭、Cl₂共熱制得四氯化鈦的化學(xué)方程式______________________

（4）以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為：2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－=2CO₃^2－＋6H₂O，該燃料電池發(fā)生反應(yīng)時(shí)正極區(qū)溶液的PH_____（填“增大”、“減小”或“不變”）該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)是__________.

（5）在上述產(chǎn)業(yè)鏈中合成96t甲醇理論上消耗H₂_________t（不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失）

 

Answer 1

【答案】

（1）（2分）2Cl^－＋2H₂O Cl₂↑＋H₂↑＋2OH^－

（2）－512 KJ/mol （2分）

Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易與空氣中的O₂反應(yīng)（2分）

（3）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO（3分）

（4）增大（2分）  CH₃OH－6e^－＋8OH^－=CO₃^2－＋6H₂O（2分）

（5）12  （2分）

【解析】（1）惰性電極電解飽和食鹽水中陽(yáng)極氯離子放電，陰極氫離子放電，所以總方程式為2Cl^－＋2H₂O Cl₂↑＋H₂↑＋2OH^－。

（2）考查蓋斯定律的應(yīng)用。①×2－②即得到2Mg(s)＋TiCl₄(s)＝2MgCl₂(s)＋Ti(s)，所以反應(yīng)熱是－641kJ/mol×2＋770kJ/mol＝－512kJ/mol。由于Mg和Ti都有較強(qiáng)還原性，在高溫下都易與空氣中的O₂反應(yīng)，所以反應(yīng)需要在Ar氣氛中進(jìn)行。

（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物及原子守恒可知，方程式為2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO。

（4）原電池中正極得到電子，負(fù)極失去電子，所以根據(jù)總的方程式可知，正負(fù)極的電極反應(yīng)式分別是3O₂＋12e^－＋6H₂O=12OH^－、2CH₃OH－12e^－＋16OH^－=2CO₃^2－＋12H₂O，所以正極區(qū)溶液的PH增大。

（5）合成甲醇的方程式為CO＋2H₂＝CH₃OH，所以需要?dú)錃馐?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzhx/web/STSource/2012082517235073217126/SYS201208251724124074711498_DA.files/image004.png">