Question

【題目】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：

（1）鈦白粉是利用TiO2+發(fā)生水解生成鈦酸(H2TiO3)沉淀，再煅燒沉淀制得的。TiO2+發(fā)生水解的離子方程式為 ；

（2）反應(yīng)I在800~900℃下進(jìn)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： ；

（3）反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為 ；

（4）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 ；

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

Answer 1

【答案】（1）TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+；

（2）2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO；

（3）2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol；

（4）Mg、Cl2；

（5）正；TiO2+4e-→Ti+2O2-。

【解析】

試題分析：（1）已知TiO2+發(fā)生水解生成鈦酸(H2TiO3)沉淀和氫離子，其離子方程式為：TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+，故答案為：TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+；

（2）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：2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO；故答案為：2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2CO；

（3）①Mg(s)+Cl2(g)═MgCl2(s)△H=-641kJmol-1，②Cl2(g)+Ti(s)═TiCl4(l)△H=-385kJmol-1，由蓋斯定律①×2-②×2，得到熱化學(xué)方程式為：2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol，故答案為：2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol；

（4）由工藝流程圖可知生成物中的鎂和氯氣可循環(huán)使用，故答案為：Mg、Cl2；

（5）電解池的陽極是氧離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致氧氣等氣體的出現(xiàn)，所以電極反應(yīng)式為：2O2-→O2↑+4e-，電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，是二氧化鈦電極本身得電子的過程，即TiO2+4e-→Ti+2O2-；電解池中，電解質(zhì)里的陰離子O2-、Cl-均移向陽極，故答案為：正；TiO2+4e-→Ti+2O2-。