题目内容
【题目】为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。
请填写下列空白：
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________；
(2)已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶ 6，则氯化炉中的化学方程为_________________________________________________。
(3)TiCl4在常温下为无色液体，在军事上可作为人造烟雾剂,因为它在湿空气中会大冒白烟，水解生成二氧化钛的水凝胶TiO2·xH2O（也常写成H2TiO），工业上可也用此反应制备TiO2。请写出该水解方程式__________________________________________（用TiO2·xH2O或H2TiO表示均可），工业上用TiCl4制备TiO2·xH2O时要加入大量的水，同时加热，目的是：______________________________
(4)Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是__________________________
(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－= 2CO32-＋6H2O，工作一段时间后，测得溶液的pH_____(填“减小”、“增大”或“不变”)。
（6）FeCl3溶液可作为印刷电路铜板的腐蚀液，写出该反应的离子方程式_____________________________
【答案】 增大反应物间接触面积，提高化学反应速率 2FeTiO3+6C+7Cl2=6CO+2TiCl4+2FeCl3 TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O+4HCl 促进Ti4+水解 Ar气氛可防止Mg、Ti与氧气或氮气反应 减小 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
【解析】(1)粉碎反应物，可以增大其表面积，从而提高反应速率；(2)根据“氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7:6”写出反应的化学方程式；（3）根据原子守恒书写化学方程式；根据平衡移动原理分析加水、加热原因；(4)根据氩气性质不活泼及Mg和Ti等具有强还原性易被氧化方面考虑；(5) 根据电池总反应分析pH的变化；（6）根据铜和氯化铁溶液反应分析。
详解:(1)粉碎反应物,可以增大其表面积,从而增大反应物之间的接触面积,提高反应速率，因此，本题正确答案是：增大反应物间接触面积，提高反应速率；
(2) 根据物质的量之比等于化学方程式的系数之比，则Cl2、C的系数分别为7、6，读图可知，氯化炉中氯元素由0降为—1价，则降低总数为1×2×7=14，碳元素由0升为+2价，升高总数为2×6=12，由于碳元素化合价升高总数不等于氯元素化合价降低总数，说明铁元素一定由+2升为+3价，且其系数为2，则该反应为: 2FeTiO3+6C+7Cl2
6CO+2TiCl4+2FeCl3，
因此，本题正确答案是: 2FeTiO3+6C+7Cl26CO+2TiCl4+2FeCl3；
(3)根据题中信息，TiCl4水解生成二氧化钛的水凝胶TiO2·xH2O ，根据原子守恒反应方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O+4HCl；工业上用TiCl4制备TiO2·xH2O时要加入大量的水，同时加热，目的是：促进Ti4+水解。
（4）还原炉中反应为2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s)，Mg、Ti的还原性都强，容易被氧气、水、二氧化碳、氮气等气体氧化，降低钛的产率，而氩气是惰性气体，能防止镁、钛氧化，提高钛的产率，因此，本题正确答案是: Ar气氛可防止Mg、Ti与氧气或氮气反应；
(5)该燃料电池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O，工作一段时间后，氢氧根离子被消耗，且水的量增大，则氢氧根离子浓度一定减小，电解质溶液的碱性减弱，pH减小。
（6）铜和氯化铁溶液反应离子方程式为：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。
阅读快车系列答案【题目】利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质。工艺流程图及有关数据如下：
物质 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | ZnS | CuS |
Ksp | 5.0×10－20 | 2.0×10－16 | 4.0×10－38 | 1.2×10－23 | 8.5×10－45 |
请回答下列问题：
（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为__________________________，图中处理气体X要能够体现绿色化学思想，还需补充气体______（填化学式）。
（2）若溶液I中c(Cu2＋)为0.05mol·L－1，则溶液II中c(Fe3＋)＞____mol·L－1。
（3）若固体A是Zn，取9.61 g固体C溶解于足量的500mL 2 mol·L－1稀硝酸中，共收集到标准状况下2.24L的气体，向所得溶液中加入2 mol·L－1NaOH溶液，则当生成沉淀最多时，沉淀的质量为_____g；若固体A是另一种物质，取部分固体C于试管中，加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体，则该反应的离子方程式为________________________。
（4）溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥，即得到较纯净的硫酸锌晶体；溶液还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物，理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质，则该杂质是____________（填化学式）。
（5）金属锌常用作酸性干电池的负极，干电池不使用时，由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应：2NH4＋＋Zn＝2NH3＋H2↑＋Zn2＋，造成电量自动减少。写出铅蓄电池不使用时，其正极上发生自放电的化学方程式__________________________。
