Question

13．被誉为“太空金属”的钛（Ti），在自然界中主要以金红石（TiO₂）的形式存在．由于金红石熔点高，为金属Ti的直接制备带来了困难．在工业上常常采用将其先转化成熔沸点较低的TiCl₄后再进行还原的方法．金红石转化成TiCl₄的反应方程式如下：
TiO₂+2C+2Cl₂═TiCl₄+2CO
（1）指出该反应的氧化剂Cl₂，氧化产物CO；
（2）用双线桥法标出电子转移；
（3）当有6mol电子转移，则有3mol还原剂被氧化．

Answer 1

分析 （1）含元素化合价降低的物质为氧化剂，含元素化合价升高的物质为还原剂，还原剂对应的产物为氧化产物；
（2）根据C、Cl元素的化合价变化来分析，化合价升高的元素原子失去电子，化合价降低的元素的原子得到电子，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，根据电子守恒来配平；
（3）结合化学方程式来计算被氧化的还原剂的物质的量．

解答 解：（1）Cl元素的化合价降低，C元素的化合价升高，则Cl₂为氧化剂，C为还原剂，CO是氧化产物，
故答案为：Cl₂；CO；
（2）在反应中，C元素的化合价由0升高到+2价，失电子数目是2，Cl元素的化合价由0降低为-1价，得到电子数目共为2，Cl元素守恒，所以氯气前边系数是2，根据电子守恒，碳单质和一氧化碳前边系数都是2，根据钛元素守恒，所以二氧化钛前边系数是1，方程式为：TiO₂+2C+2Cl₂═TiCl₄+2CO，电子转移情况如下：，故答案为：；
（3）根据化学方程式，当消耗2mol碳单质时，转移的电子为4mol，当有6mol电子转移，则有3mol还原剂C被氧化，故答案为：3．

点评 本题考查氧化还原反应，明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键，并注意反应中化学计量数与转移电子数目的关系来解答即可．