Question

钛（Ti）被称为继铁、铝之后的“21世纪金属”金属，应用前景广泛．如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染．

（1）电解食盐水总反应的离子方程式是

 

；
（2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式

 

；
（3）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；
②Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）△H=-770kJ/mol．
下列说法正确的是

 

；
A．Mg的燃烧热为641kJ/mol       
B．Ti的能量一定比TiCl₄高
C．该冶炼Ti法对环境友好
D．等质量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯气反应，前者放出的热量多
（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．该电池中正极的电极反应式

 

．
（5）若日产甲醇（CH₃OH）8t，理论上需多少t氢气 （不考虑生产过程中的损失）．

 

．

Answer 1

分析：（1）电解食盐水生成NaOH、H₂和Cl₂，以此书写离子方程式；
（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO₃、C、Cl₂，生成物为FeCl₃、TiCl₄、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；
（3）A．根据燃烧热的定义判断；
B．反应热为反应物总能量与生成物总能量的差值；
C．该冶炼过程使用了有毒Cl₂，对环境有影响．
D．根据方程式计算；
（4）碱性甲醇电池中，O₂在正极得电子发生还原反应；
（5）根据反应的关系式计算．

解答：解：（1）电解食盐水生成NaOH、H₂和Cl₂，反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O 

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO₃、C、Cl₂，生成物为FeCl₃、TiCl₄、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高温  .

 2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，
故答案为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高温  .

 2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；
（3）A．燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量．由于Mg不是在O₂中燃烧，故641kJ/mol不能称其燃烧热，故A错误；
B．反应Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）为放热反应，1mol Ti（s）和2mol Cl₂ （g）的总能量大于1mol TiCl₄ （s）的总能量，故B错误；
C．该冶炼过程使用了有毒Cl₂，对环境有影响．故C错误；
D．假设质量均为24g，则Mg（s）与足量Cl₂（g）反应放出641kJ热量，24gTi（s） 与足量Cl₂（g）反应放出的热量═385kJ，故D正确；
故答案为：D；
（4）碱性甲醇电池中，O₂在正极得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）设甲醇（CH₃OH）8t，理论上需多少Xt氢气，根据 CO+2H₂

高温  .

  CH₃OH     
                                                  4            32
                                                  Xt            8t

4

X

=

32

8

  解得X=1t，
故答案为：1t．

点评：本题考查较为综合，涉及离子方程式、化学反应与能量、电化学等知识，题目难度中等，本题注意把握电极方程式的书写．