Question

21世纪是钛的世纪．下面是利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：

已知：
①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-641kJ?mol^-1
②Cl₂（g）+

1

2

Ti（s）═

1

2

TiCl₄（l）△H=-385kJ?mol^-1
（1）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为

TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO

．
（2）反应Ⅱ的热化学方程式为

2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol

．
（3）反应Ⅱ中充入气体Ar的原因是

做保护气，防止金属被氧化

．
（4）在800℃～1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如上右图所示．图中b是电源的

正

极，阴极的电极反应式为

TiO₂+4e^-═Ti+2O^2-

．

Answer 1

分析：（1）反应Ⅰ是氯气和钛白粉、焦炭反应生成钛和一种可燃性无色气体，依据原子守恒可知气体为一氧化碳；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（3）反应Ⅱ充入氩气是保护生成的钛不被氧化起到保护气的主要作用；
（4）电解池的阳极发生失电子的氧化反应；电解池的阴极发生得电子的还原反应；电解TiO₂也可制得海绵钛，变化是二氧化钛在阴极得到电子发生还原反应．

解答：解：（1）反应Ⅰ是氯气和钛白粉、焦炭反应生成钛和一种可燃性无色气体，依据原子守恒可知气体为一氧化碳，反应的化学方程式为：TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO，
故答案为：TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO；
（2）①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-641kJ?mol^-1
②Cl₂（g）+

1

2

Ti（s）═

1

2

TiCl₄（l）△H=-385kJ?mol^-1
由盖斯定律①×2-②×2，得到热化学方程式为：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol，
故答案为：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）反应Ⅱ充入氩气是保护生成的钛不被氧化起到保护气的主要作用，
故答案为：做保护气，防止金属被氧化；
（4）电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应，导致氧气等气体的出现，所以电极反应式为：2O^2-→O₂↑+4e^-，电解池的阴极发生得电子的还原反应，是二氧化钛电极本身得电子的过程，即TiO₂+4e^-→Ti+2O^2-；电解池中，电解质里的阴离子O^2-、Cl^-均移向阳极，
故答案为：正；TiO₂+4e^-→Ti+2O^2-．

点评：本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，电解池电极判断和电极反应书写，掌握基础是关键，题目难度中等．