摘要: (1) 2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO (2) ①向逆反应方向进行 ②1.0 (3) ①CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O ②2.8 L

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I.化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸的反应生成FeCl2还是FeCl3”.请你参与探究并回答有关问题:
(1)一位同学向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+.
①可观察到实验现象是
产生白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变红棕色沉淀
产生白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变红棕色沉淀
,
②反应过程中发生反应的化学方程式是
FeCl2+2NaOH═Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
FeCl2+2NaOH═Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
.
(2)另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液,再向其中滴加新制氯水,溶液呈现血红色,但当滴加过量新制氯水时,却发现红色褪去.为了弄清溶液红色褪去的原因,同学们查到如下资料:
①铁有一种化合物称为铁酸盐(含有FeO42-).
②SCN-的电子式为.
③氯水具有很强的氧化性.
于是同学们提出两种假设,
①第一种假设是:Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-,请写出该离子反应方程式
2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
.
②第二种假设是:
SCN-被Cl2氧化
SCN-被Cl2氧化
,
II.某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链(如图所示),大大地提高了资源利用率,减少了环境污染.请填写下列空白:

(1)写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式:
2FeTiO3+6C+7Cl2
 电解 
.
 
2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2
 电解 
.
 
2FeCl3+2TiCl4+6CO
.
(2)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27,该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将
向逆反应方向进行
向逆反应方向进行
(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”).
②若不考虑生产过程中物质的任何损失,该产业链中每合成19.2t甲醇,至少需额外补充H2
1.0
1.0
t.
(3)用甲醇-空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜,在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g.
①请写出燃料电池中的负极反应式:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
.
②燃料电池正极消耗空气的体积是
2.8L
2.8L
(标况,空气中O2体积分数以20%计算).
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氯碱工业是高耗能产业,为了提高原料的利用率,将电解的Y气体作为燃料电池的燃料,为电解池供电;X气体作为钛的冶炼原料,在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图所示,其中氯碱工业装置中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.如图所示:

(1)①图中的节能型氯碱工业部分,X、Y分别是
Cl2
Cl2
、
H2
H2
(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数8%与6%的大小为
a%<b%
a%<b%
;
②分别写出燃料电池B中正、负极上发生的电极反应,正极:
O2+4e-+2H2O═4OH-
O2+4e-+2H2O═4OH-
,负极:
H2-2e-+2OH-═2H2O
H2-2e-+2OH-═2H2O
;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出两点):
燃料电池可以为电解池补充电能
燃料电池可以为电解池补充电能
、
提高产品氢氧化钠的浓度,降低能耗
提高产品氢氧化钠的浓度,降低能耗
.
(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:
2FeTiO3+6C+7Cl2
 高温 
.
 
2FeCl3+2TiCl4+6CO
2FeTiO3+6C+7Cl2
 高温 
.
 
2FeCl3+2TiCl4+6CO
.
(3)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟,白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3,写出该反应的化学方程式:
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl
.
(4)已知:①Mg(s)+Cl2(g)
    
.
.
 
MgCl2(s)
△H=-641kJ?mol-1
②
1
2
Ti(s)+Cl2(g)
    
.
.
 
1
2
TiCl4(I)
△H=-385kJ?mol-1
写出Mg与TiCl4反应的热化学方程式:
2Mg(s)+TiCl4(s)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H-512kJ?mol-1
2Mg(s)+TiCl4(s)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H-512kJ?mol-1
,反应在氩气氛围中进行的原因是
Mg和Ti都有强还原性,在Ar气氛中可以防止被氧化
Mg和Ti都有强还原性,在Ar气氛中可以防止被氧化
.
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