题目内容
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，如下图所示。
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___________________；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，则氯化炉中的还原剂化学式是________________________；
（2）已知：①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H=－641kJ?molˉ1
② 2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=－512kJ?molˉ1
则Ti(s)+2Cl2(g)= TiCl4(s) △H= ；
（3）Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是_______________________；
（4）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+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O，该电池中负极上的电极反应式是：2CH3OH－12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O。则正极上发生的电极反应为：___________。工作一段时间后，测得溶液的pH是____（填“减小”、“增大”或“不变”）。
（16分）（1）增大反应物间接触面积，提高反应速率2分） C、FeTiO3（4分，各2分，顺序不要求）
（2）－770kJ?molˉ1（2分，一定要标明单位）
（3）Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可防止被氧化（4分，前后回答准确各2分）
（4）①O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ（或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ）（2分） ②减小（2分）
解析试题分析：（1）联系影响化学反应速率的因素，钛铁矿是固体反应物，粉碎可以增大固体反应物的表面积，增大反应物之间的接触面积，提高化学反应速率；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+7Cl2+6C=2TiCl4+2FeCl3+6CO，还原剂为FeTiO3和C；（2）观察已知热化学方程式，未知焓变的热化学方程式可以通过①×2–②得到，根据盖斯定律可知，△H=①的焓变×2–②的焓变=（－641kJ?molˉ1）×2—（－512kJ?molˉ1）=—770kJ?molˉ1；（3）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；（4）正极上主要反应物和产物为O2→OHˉ；氧元素由0降为—2价，降低总数为4，则1个氧分子得到4个电子，即O2+4eˉ→OHˉ；根据左右电荷守恒原理，左边带4个负电，则右边一定为4个氢氧根离子，即O2+4eˉ→4OHˉ；根据左右原子个数守恒原理，右边比左边多4个H、2个O，说明左边还有2个H2O，即正极反应式为O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ；O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ中各微粒系数都乘以3，则3O2+12eˉ+6H2O=12OHˉ，也是该燃料电池的正极反应式；依题意，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。
考点：考查有关物质制备的化学工艺流程大题，涉及解释粉碎固体原料的原因、判断还原剂、根据盖斯定律计算焓变、解释惰性气体的作用、燃料电池的工作原理、正极反应式、溶液pH变化情况等。
下图是制取气体的一种装置，能用此装置制取气体并能“随开随用，随关随停”的是（ ）
| A．碱石灰与浓氨水制NH3 |
| B．铝片与烧碱溶液制H2 |
| C．电石与饱和食盐水制乙炔（C2H2） |
| D．亚硫酸钠固体与75%的硫酸制SO2 |
下图所示装置中，若关闭活塞，则品红溶液无变化，石蕊溶液变红，石灰水变浑浊。据此判断气体和广口瓶中盛放的物质是（ ）
| A．SO2和H2SO4（浓） |
| B．SO2和饱和NaHCO3 |
| C．Cl2和NaHSO3 |
| D．NO2和KOH |
二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。ClO2是一种黄绿色的气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料制备ClO2的流程如下：
（1）除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 ；可用于制取NH3的是________（填序号）
| A．饱和食盐水 | B．碱石灰 | C．浓硫酸 | D．水 E.NH4HCO3 |
（3）写出电解时阳极发生的电极反应式_
（4）测定ClO2的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定 (I2+2S2O32－=2I－+S4O62－)，共用去VmL硫代硫酸钠溶液。
①请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式
②测得ClO2的质量m(ClO2)= 。（用含c、V的代数式表示）
纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能，有广泛的应用前景。下图是利用海水制盐的副产品制备纳米氧化镁的流程图。
（1）操作I包括蒸发结晶、____________。
（2）操作I后得到的母液中镁离子浓度为1.8×10－3 mol·L－1，要使镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为_____________。(已知：Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10－11)
（3）反应I中CO(NH2)2与H2O反应生成CO2和NH3·H2O，还发生另一主要化学反应的离子方程式为______________________________。
（4）某科研小组研究反应I在378K～398K时的反应时问、反应物的物质的量配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响。请完成以下实验设计表：
| 实验 编号 | T/K | 反应 时间/h | 反应物的物质的量配比 n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O] | 实验目的 |
| ① | 378 | 3 | 3∶1 | (I)实验①和③探究探究反应物的物质的量配比对产率的影响； (II)实验②和④探究 ； (III)实验②和 探究反应时间对产 率的影响。 |
| ② | 378 | 4 | 4∶1 | |
| ③ | 378 | 3 | | |
| ④ | 398 | 4 | 4∶1 |
（5）下图为反应的温度对纳米MgO产率的影响。请归纳出温度对纳米MgO产率的影响规律________________________________。
