Question

【题目】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。工业上由金红石（含TiO2大于96％）为原料生产钛的流程如下：

（1）TiCl4遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式___________________。

（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是___________。

②Cl2含量检测仪工作原理如下图，则Cl2在Pt电极放电的电极反应式为_______。

③实验室也可用KClO3和浓盐酸制取Cl2，方程式为：KClO3+ 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl2↑+ 3H2O。

当生成6.72LCl2（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为____mol。

（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H。

①该反应的平衡常数表达式为K=_____________。

②将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，下列判断正确的是___________（填序号）。

a．△H <0

b．P1<P2<P3

c．若在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％

③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制备二甲醚（简称DME）。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为___________时最有利于二甲醚的合成。

Answer 1

【答案】TiCl4+ 4H2O＝Ti(OH)4↓+ 4HCl↑或TiCl4+ 3H2O＝H2TiO3↓+ 4HCl↑ 铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用 Cl2+ 2e-+ 2Ag+= 2AgCl 0.5 c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(H2)4c(CO)2] a 2.0

【解析】

(1) TiCl4遇水强烈水解，生成氯化氢和氢氧化钛，化学方程式是TiCl4+ 4H2O＝Ti(OH)4↓+ 4HCl↑；或TiCl4+ 3H2O＝H2TiO3↓+ 4HCl↑；

（2）①氯气与钢瓶中的铁反应生成的氯化铁对氯气与苯的反应有催化作用，所以钢瓶表面氯与苯的反应明显加快；

②根据图可知，银离子向通入氯气的一极移动，说明通入氯气的一极是阴极，所以氯气得到电子生成氯离子与银离子反应生成氯化银沉淀，电极反应式是Cl2+ 2e-+ 2Ag+= 2AgCl；

③根据KClO3+ 6HCl(浓) = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O，当生成6.72LCl2（标准状况下）物质的量是0.3mol时，消耗氯酸钾的物质的量是0.1mol，氯酸钾中Cl元素的化合价从+5价降低到0价，得到5个电子，则0.1mol氯酸钾参加反应得到电子的物质的量是0.5mol，所以该过程中转移的电子的物质的量为0.5mol；

（3）①根据平衡常数的定义，可知该反应的平衡常数可表示为K=c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(H2)4c(CO)2]；

②a、压强一定时，温度升高，CO的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应是放热反应，△H <0，正确；

b、压强增大，平衡正向移动，则CO的转化率增大，所以P1>P2>P3，错误；

c、若在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，即增大氢气的浓度而CO的浓度不变，则平衡正向移动，所以达到平衡时CO的转化率增大，大于50%，错误；

答案选a；

③根据图可知，当CO的转化率最大、DME的选择性最大值时对应的横坐标大约在2.0附近，所以n(Mn)/n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成。