Question

鈦是21世紀(jì)金屬。下面是利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：

已知：① Mg(s)＋Cl₂ (g)＝MgCl₂ (s)　　 △H＝－641 kJ·mol^－1

② Cl₂(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl₄ (l) △H＝－385 kJ·mol^－1

（1）鈦白粉是利用TiO^2＋發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，再煅燒沉淀制得的。

TiO^2＋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　　　　 ；

反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有　　　 （填化學(xué)式）。

（4）在800℃～1000℃時(shí)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

每空2分（1）TiO^2＋＋2H₂O＝H₂TiO₃↓＋2H^＋（2分）

（2）TiO₂＋2Cl₂＋2CTiCl₄＋2CO（2分）

2Mg(s)＋TiCl₄(l)＝2MgCl₂(s)＋Ti(s)  △H＝－512 kJ·mol^－1（2分，狀態(tài)不寫0分）

（3）Mg、Cl₂（每空1分，共2分）

（4）正（2分）       TiO₂＋4e^－＝Ti＋2O^2－（2分）

【解析】

試題分析：（1）TiO^2＋發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，說明水解程度很大，所以TiO^2＋發(fā)生水解的離子方程式為TiO^2＋＋2H₂O＝H₂TiO₃↓＋2H^＋。

（2）根據(jù)元素的組成可知，可燃性無色氣體應(yīng)該是CO，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiO₂＋2Cl₂＋2C  TiCl₄＋2CO。根據(jù)蓋斯定律可知，（①－②）×2即得到2Mg(s)＋TiCl₄(l)＝2MgCl₂(s)＋Ti(s)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝（－641kJ/mol＋385 kJ/mol）×2＝－512 kJ/mol。

（3）根據(jù)轉(zhuǎn)化圖可知，最后氯化鎂電解又生成鎂和氯氣，二者可以循環(huán)使用。

（4）根據(jù)裝置圖可知，氧離子向b電極移動(dòng)，所以與b相連的電極是陽極，因此b是電源的正極。電解池中陰極是得到電子的，所以陰極電極反應(yīng)式是TiO₂＋4e^－＝Ti＋2O^2－。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、方程式的書寫、電源正負(fù)極的判斷

點(diǎn)評(píng)：本題難度不是很大，考查的知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，考查同學(xué)們新信息獲取、處理及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)（化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式的書寫、蓋斯定律以及電源正負(fù)極的判斷等）進(jìn)行分析問題、解決問題的能力。重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的熟練掌握程度，以及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。