是航空.军事.电力等方面的必需原料.目前大规模生产的方法是:第一步:金红石(TiO2).炭粉混合.在高温条件下.通入Cl2制得TiCl4和一种可燃气体.该反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO.若转移电子数为0.2mol.则参加反应的Cl2标准状况下的体积是:2.24L．第� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．（1）钛（Ti）是航空、军事、电力等方面的必需原料，目前大规模生产的方法是：
第一步：金红石（TiO₂）、炭粉混合，在高温条件下，通入Cl₂制得TiCl₄和一种可燃气体，该反应的化学方程式为：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO，若转移电子数为0.2mol，则参加反应的Cl₂标准状况下的体积是：2.24L．
第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛．此反应的化学方程式为2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;Ar\;}}{△}$Ti+2MgCl₂．
（2）高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂．实验室可以采用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钠：质量分数为8%的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠和硫酸铁，写出反应发生的离子方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
已知Cl₂、Na₂FeO₄在水处理过程中分别被还原为Cl^-、Fe³⁺．通过计算得知Na₂FeO₄的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）比氯气的低（填“高”或“低”）．

分析（1）第一步、第二步：根据元素守恒及原子守恒确定另一种生成物，再根据反应物、生成物及反应条件书写方程式，第一步根据元素化合价变化确定转移电子数，Cl元素化合价由0价变为-1价；
（2）碱溶液中次氯酸根离子氧化铁离子为高铁酸根离子，反应的离子方程式依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平得到；
以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，设质量均为m，消毒效率分别为$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；

解答解：（1）第一步：在高温时，将金红石（TiO₂）、炭粉混合并通入氯气制得TiCl₄和一种可燃气体，根据元素守恒及原子守恒知，该物质是CO，所以反应方程式为：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；C元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由0价变为-1价，2molCl₂转移电子数为4mol，所以转移电子数为0.2mol，则参加反应的Cl₂标准状况下的体积0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
第二步：在氩气的环境中，用过量的镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛，反应方程式为：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti；
故答案为：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；2.24L；2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;Ar\;}}{△}$Ti+2MgCl₂；
（2）碱溶液中次氯酸根离子氧化铁离子为高铁酸根离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，设质量均为m，Na₂FeO₄、Cl₂两种消毒杀菌剂的消毒效率分别为为$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；所以由大到小的顺序为Cl₂＞Na₂FeO₄，
故答案为：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；低．

点评本题以氧化还原反应为载体考查了方程式的书写，根据方程式书写规则书写即可，注意电子转移计算氯气的体积，题目难度中等．

练习册系列答案

	A．	共价化合物中不可能含有离子键
	B．	硫酸分子中有H⁺和SO₄^2-两种离子
	C．	某元素原子的最外层只有一个电子，它跟卤素可能形成离子键，也可能形成共价键
	D．	离子键和共价键的实质都是电性的相互作用

	实验事实	结论
A	Cl₂的水溶液可以导电	Cl₂是电解质
B	将SO₂通入Ba（NO₃）₂溶液，有白色沉淀生成	BaSO₃难溶于硝酸
C	Na₂SiO₃溶液中通CO₂气体出现浑浊	酸性：H₂SiO₃＜H₂CO₃
D	浓硫酸使蔗糖变黑	浓硫酸有脱水性

	A．	石蕊溶液呈蓝色的溶液：K⁺、Na⁺、NO₃^-、Cl^-
	B．	无色透明溶液中：MnO₄^-、K⁺、Na⁺、NO₃^-
	C．	与铝反应产生大量氢气的溶液：Na⁺、K⁺、NH₄⁺、NO₃^-
	D．	酸性溶液中：Al³⁺、Na⁺、SO₄^2-、HCO₃^-

化学反应	平衡常数	温度/℃
化学反应	平衡常数	500	700	800
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）	K₁	2.5	0.34	0.15
②H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）	K₂	1.0	1.70	2.52
③3H₂（g）+CO₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）	K₃

序号	待测物质	加入试剂	操作方法
①	乙醛（乙酸）	NaOH溶液
②	CH₃CH₂OH（水）
③	苯（苯酚）
④	乙酸乙酯（乙酸）

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