Question

14．（1）由金紅石（TiO₂）制取單質Ti，涉及到的步驟為：TiO₂→TiCl₄$\stackrel{鎂/800℃/Ar}{→}$Ti
已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^?1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^?1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ•mol^?1
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（s）+2CO（g）的△H=-80kJ/mol
（2）P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/molP（s，紅磷）+$\frac{5}{4}{O_2}（g）=\frac{1}{4}{P_4}{O_{10}}$（s）△H₂=-738.5kJ/mol，則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ/mol．相同的狀況下，能量較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）．
（3）A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸，如圖所示：

①A中反應的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
②B中Sn極作正極，C中被腐蝕的金屬是鋅．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律將三個化學方程式進行相加減得到TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（s）+2CO（g），反應熱也相應的相加減計算得到；
（2）根據蓋斯定律可以計算化學反應的焓變，進而書寫熱化學方程式；根據物質的總能量與反應熱的關系判斷，能量越高物質越穩(wěn)定；
（3）①鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
②活潑性強的為負極，活潑性弱的為正極，負極被腐蝕．

解答 解：（1）已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ•mol^-1
根據蓋斯定律①×2-②+③得
TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）△H=（-393.5kJ•mol^-1）×2-（-566kJ•mol^-1）+（+141kJ•mol^-1），
即TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）△H=-80kJ/mol，
故答案為：-80kJ/mol；
（2）P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/mol…①
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H₂=-738.5kJ/mol，…②
根據蓋斯定律：①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=（-2983.2kJ/mol）-（-738.5kJ）×4=-29.2kJ/mol，
說明白磷轉化為紅磷是放熱反應，相同的狀況下，紅磷能量比白磷低，而能量越低，物質越穩(wěn)定，故白磷不如紅磷穩(wěn)定，
故答案為：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ/mol；紅磷；低；
（3）①鐵與硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
②B中鐵比錫活潑，錫為原電池正極，C中鋅為負極，鐵為正極，鋅被腐蝕；
故答案為：正；鋅．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫、蓋斯定律的應用、金屬的電化學腐蝕與防護，題目難度不大，注意金屬的電化學腐蝕與化學腐蝕的區(qū)別以及蓋斯定律的含義和應用方法．