题目内容
TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途．
（1）工业上用钛矿石（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过下述反应制得：
其中，步骤②发生的主要反应为：2H2SO4+FeTiO3═TOSO4（硫酸氧钛）+FeSO4+2H2O
净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理．写出该过程中发生反应的化学方程式： ．
步骤③中加热的目的是（请写出必要的化学方程式和文字）： ．
（2）用TiO2制备金属钛的一种方法是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti．因下述反应难于发生：TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（1）+O2（g）△H=+151kJ/mol所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4，请说明判断该反应难以发生的理由是 ．当往氯化反应体系中加入碳后，反应在高温条件下能顺利进行生成TiCl4．
已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol．
则 TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）═TiCl4（1）+CO2（g）△H=
从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因是 ．
（3）如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图．电池的一个由有机光敏染料（S）涂覆TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂李自成，电池中发生的反应为：
TiO2/S
TiO2/S* （激发态） TiO2/S*→TiO2/S++e-
I3-+2e-→3I-2TiO2/S*+I3-→2TiO2/S+I3-
下列关于该电池叙述正确的是
A．电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电 B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I-和I3-浓度不会减少 D．电池中镀铂导电玻璃为正极．
（1）工业上用钛矿石（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过下述反应制得：
其中，步骤②发生的主要反应为：2H2SO4+FeTiO3═TOSO4（硫酸氧钛）+FeSO4+2H2O
净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理．写出该过程中发生反应的化学方程式：
步骤③中加热的目的是（请写出必要的化学方程式和文字）：
（2）用TiO2制备金属钛的一种方法是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti．因下述反应难于发生：TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（1）+O2（g）△H=+151kJ/mol所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4，请说明判断该反应难以发生的理由是
已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol．
则 TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）═TiCl4（1）+CO2（g）△H=
从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因是
（3）如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图．电池的一个由有机光敏染料（S）涂覆TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂李自成，电池中发生的反应为：
TiO2/S
| hv |
I3-+2e-→3I-2TiO2/S*+I3-→2TiO2/S+I3-
下列关于该电池叙述正确的是
A．电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电 B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I-和I3-浓度不会减少 D．电池中镀铂导电玻璃为正极．
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池
专题：化学反应中的能量变化,电化学专题
分析：（1）根据二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠的性质分析；步骤③是TiOSO4的水解过程，水解吸热．从反应程度来分析；
（2）用△H-T△S来判断反应能否发生；将方程式TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1和C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1相加，得出TiO2与Cl2、C反应制各TiCl4的热化学方程式；向TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）反应体系中加C，能反应掉生成物O2，从化学平衡移动的角度分析；
（3）由图电子的移动方向可知，镀铂导电玻璃电极为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-．
（2）用△H-T△S来判断反应能否发生；将方程式TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1和C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1相加，得出TiO2与Cl2、C反应制各TiCl4的热化学方程式；向TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）反应体系中加C，能反应掉生成物O2，从化学平衡移动的角度分析；
（3）由图电子的移动方向可知，镀铂导电玻璃电极为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-．
解答：
解：（1）氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应生成盐和水Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸钠和水SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；步骤③是TiOSO4的水解过程，水解吸热，加热能促进水解，可以使TiOSO4水解趋于完全，
故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O； TiOSO4的水解TiOSO4+2H2O
H2TiO3↓+H2SO4是一个吸热反应，加热促进TiOSO4水解趋于完全；
（2）TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（1）+O2（g）△H=+151kJ/mol该反应中，反应物有2mol气体，生成物只有1mol气体，△S＜0，又△H＞0，则△H-T△S＞0，故反应不能自发进行；
①TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1
②C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1
据盖斯定律，①+②得：TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）△H=+151kJ?mol-1-394kJ?mol-1=-243KJ?mol-1；
在反应TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）中，加入C能和O2反应C（s）+O2（g）=CO2（g），降低了O2的浓度，平衡正向移动，反应就可以进行了．
故答案为：该反应的△H＞0，△S＜0，反应难以自发进行-243KJ?mol-1 TiO2（s）+2Cl2（g）
TiCl4（1）+O2（g） 碳与氧气反应，减小了产物O2（g）的浓度，平衡向正反应方向移动，使反应能顺利进行；
（3）由图电子的移动方向可知，导电玻璃镀铂电极为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-，
A、电池工作时，I-离子在铂电极上放电，发生氧化反应，故A错误；
B、该电池是将太阳能转化为电能的装置，故B正确；
C、电池的电解质溶液中I-的浓度增加，但是I3-的浓度会减少，故C错误．
D、电池工作时，I3-到Pt电极正极上得电子转化为I-，即反应为I3-+2e-=3I-，则镀铂导电玻璃正极，故D正确；
故答案为：BD．
故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O； TiOSO4的水解TiOSO4+2H2O
H2TiO3↓+H2SO4是一个吸热反应，加热促进TiOSO4水解趋于完全；（2）TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（1）+O2（g）△H=+151kJ/mol该反应中，反应物有2mol气体，生成物只有1mol气体，△S＜0，又△H＞0，则△H-T△S＞0，故反应不能自发进行；
①TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ?mol-1
②C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-394kJ?mol-1
据盖斯定律，①+②得：TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）=TiCl4（l）+CO2（g）△H=+151kJ?mol-1-394kJ?mol-1=-243KJ?mol-1；
在反应TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）中，加入C能和O2反应C（s）+O2（g）=CO2（g），降低了O2的浓度，平衡正向移动，反应就可以进行了．
故答案为：该反应的△H＞0，△S＜0，反应难以自发进行-243KJ?mol-1 TiO2（s）+2Cl2（g）
TiCl4（1）+O2（g） 碳与氧气反应，减小了产物O2（g）的浓度，平衡向正反应方向移动，使反应能顺利进行；（3）由图电子的移动方向可知，导电玻璃镀铂电极为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-，
A、电池工作时，I-离子在铂电极上放电，发生氧化反应，故A错误；
B、该电池是将太阳能转化为电能的装置，故B正确；
C、电池的电解质溶液中I-的浓度增加，但是I3-的浓度会减少，故C错误．
D、电池工作时，I3-到Pt电极正极上得电子转化为I-，即反应为I3-+2e-=3I-，则镀铂导电玻璃正极，故D正确；
故答案为：BD．
点评：本题考查范围广，落点比较高，是易错题，注意热化学反应方程式相加减时，反应热应相应的加减．
练习册系列答案
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下列有关离子方程式书写错误的是（ ）
| A、将标准状况下1.12L氯气通入10mL 1mol/L的溴化亚铁溶液中：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2 |
| B、向NaOH溶液中滴加同浓度的少量Ca（HCO3）2溶液：Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O |
| C、向Ba（OH）2溶液中逐滴加入NH4HSO4溶液至刚好沉淀完全：Ba2++2OH-+H++SO42-+NH4+=BaSO4↓+NH3?H2O+H2O |
| D、向NaHSO3溶液中滴入适量NaClO溶液：HSO3-+ClO-=SO42-+H++Cl- |
设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ）
| A、醋酸的摩尔质量与NA个醋酸分子的质量（以克为单位）在数值上相等 |
| B、NA个氧气分子和NA个氢气分子的质量比等于16：1 |
| C、2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NA |
| D、17gNH3所含的原子数目为4NA，所含电子数目为10NA |
下列有机物，其一氯代物的结构可能只有一种的是（ ）
| A、C3H8 |
| B、C8H8 |
| C、C4H10 |
| D、C5H12 |
下列各组中的离子，能在无色酸性溶液中大量共存的是（ ）
| A、Na+、Mg2+、Cl-、HCO3- |
| B、Mg2+、Al3+、NO3-、SO42- |
| C、K+、Cu2+、NO3-、SO42- |
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