题目内容

常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。
(1)工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

① 沸腾氯化炉中发生的主要反应为:                            
②已知:Ti(s) +2Cl2(g)=TiCl4(l) ΔH=a kJ·mol1
2Na(s) +Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH=b kJ·mol1
Na(s)=Na(l) ΔH=c kJ·mol1
则TiCl4(l) +4Na(l)=Ti(s) +4NaCl(s) ΔH=     kJ·mol-1
③ TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式                        
(2)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示,二氧化钛电极连接电 极,该极电极反应为:                   。但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中加入固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过),将两极产物隔开,再将石墨改为金属陶瓷电极,并通入一种还原性气体,该气体是               

(3)海绵钛可用碘提纯,原理为:,下列说法正确的是    

A.该反应正反应的ΔH>0
B.在不同温度区域,TiI4的量保持不变
C.在提纯过程中,I2 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区
D.在提纯过程中,I2 可循环利用


(1)①TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO(高温或900℃要注明);②2b-4c-a;
③TiCl4 + 4H2O=Ti(OH)4↓+ 4HCl↑
(2)负  TiO2 +4e=Ti + O2(或:Ca2++2e=Ca;2Ca+TiO2=2CaO +Ti) H2
(3)C D(只选对1个给1分,错选0分)

解析试题分析:化学反应原理的基本内容。
(1)①根据图中箭头指向判断反应物和生成物,利用氧化还原反应配平方程式;②把三个方程式2②-4③-①即可以得到;
(2)该电解池是用二氧化钛生产金属钛的工艺,电解时钛元素由+4变为0价,得到电子,为阴极,连接电源的负极,还可以根据O2-聚集判断;但此法会有石墨失去电子产生CO,改用金属陶瓷电极需加入还原性气体提供电子,故通入H2
(3)A、根据反应方程式判断低温正向进行高温逆向进行,故正向为放热反应,ΔH<0,错误;B、温度不同,平衡发生移动,TiI4的量随着发生变化,错误;C、低温碘单质与钛反应生成气态TiI4,高温下分解得到金属钛和碘单质,所以说I2 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,在该过程中I2 可循环利用正确,故C、D都正确。
考点:考查化学反应原理,涉及反应热的计算、化学方程式书写、电化学中电极判断电极反应式书写及平衡移动等多方面知识。

练习册系列答案
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利用海水资源进行化工生产的部分工艺流程如图:

(1)流程I中,欲除去粗盐中含有的Ca2、Mg2、SO42等离子,需将粗盐溶解后,按序加入药品进行沉淀、过滤等。加入药品和操作的顺序可以是        
a.Na2CO3、NaOH、BaCl2、过滤、盐酸    b.NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸
c.NaOH、Na2CO3、BaCl2、过滤、盐酸   d.BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸
(2)流程II中,电解饱和NaCl溶液的离子方程式为                。通电开始后,阳极区产生的气体是     ,阴极附近溶液pH会    (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)流程III中,通过反应得到NaHCO3晶体。下图为NaCl、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3的溶解度曲线,其中能表示NaHCO3溶解度曲线的是    ,化学反应方程式是       

(4)流程IV中,所得纯碱常含有少量可溶性杂质,提纯它的过程如下:将碳酸钠样品加适量水溶解、       、过滤、洗涤2-3次,得到纯净Na2CO3?10H2O,Na2CO3?10H2O脱水得到无水碳酸钠,已知:
Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+H2O(g)  ΔH1=+58.73kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)==Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)  ΔH2=" +473.63" kJ·mol-1
把该过程产生的气态水完全液化释放的热能全部用于生产Na2CO3所需的能耗(不考虑能量损失),若生产1molNa2CO3需要耗能92.36kJ,由此得出:H2O(g)==H2O(l) △H =   

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