Question

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 已知：Ti(s) +2Cl₂(g)＝TiCl₄(l)  ΔH＝a kJ·mol^－1；

2Na(s) +Cl₂(g)＝2NaCl(s)  ΔH＝b kJ·mol^－1；

Na(s)＝Na(l)  ΔH＝c kJ·mol^－1；

則TiCl₄(l) +4Na(l)＝Ti(s) +4NaCl(s)  ΔH＝      kJ·mol^－1。

③ TiCl₄遇水強烈水解，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  極，該極電極反應(yīng)為：                    。但此法會產(chǎn)生有毒氣體，為減少對環(huán)境的污染，在電池中加入固體氧離子隔膜（氧離子能順利通過），將兩極產(chǎn)物隔開，再將石墨改為金屬陶瓷電極，并通入一種還原性氣體，該氣體是                。

（3）海綿鈦可用碘提純，原理為：，下列說法正確的是     。

A．該反應(yīng)正反應(yīng)的ΔH＞0

B．在不同溫度區(qū)域，TiI₄的量保持不變

C．在提純過程中，I₂ 的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)

D．在提純過程中，I₂ 可循環(huán)利用

 

Answer 1

【答案】

 

（1）①TiO₂+2C+2Cl₂＝TiCl₄+2CO（高溫或900℃要注明）；②2b-4c-a；

③TiCl₄ + 4H₂O＝Ti(OH)₄↓+ 4HCl↑

（2）負(fù)  TiO₂ +4e^－＝Ti + O^2－（或：Ca²⁺+2e^－＝Ca；2Ca+TiO₂＝2CaO +Ti） H₂

（3）C D（只選對1個給1分，錯選0分）

【解析】

試題分析：化學(xué)反應(yīng)原理的基本內(nèi)容。

（1）①根據(jù)圖中箭頭指向判斷反應(yīng)物和生成物，利用氧化還原反應(yīng)配平方程式；②把三個方程式2②-4③-①即可以得到；

（2）該電解池是用二氧化鈦生產(chǎn)金屬鈦的工藝，電解時鈦元素由+4變?yōu)?價，得到電子，為陰極，連接電源的負(fù)極，還可以根據(jù)O^2-聚集判斷；但此法會有石墨失去電子產(chǎn)生CO，改用金屬陶瓷電極需加入還原性氣體提供電子，故通入H₂；

（3）A、根據(jù)反應(yīng)方程式判斷低溫正向進行高溫逆向進行，故正向為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，錯誤；B、溫度不同，平衡發(fā)生移動，TiI₄的量隨著發(fā)生變化，錯誤；C、低溫碘單質(zhì)與鈦反應(yīng)生成氣態(tài)TiI₄，高溫下分解得到金屬鈦和碘單質(zhì)，所以說I₂ 的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)，在該過程中I₂ 可循環(huán)利用正確，故C、D都正確。

考點：考查化學(xué)反應(yīng)原理，涉及反應(yīng)熱的計算、化學(xué)方程式書寫、電化學(xué)中電極判斷電極反應(yīng)式書寫及平衡移動等多方面知識。