Question

鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的“21世紀金屬”金屬，應用前景廣泛．如圖所示，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產業(yè)鏈可以大大提高資源利用率，減少環(huán)境污染．

（1）電解食鹽水總反應的離子方程式是

 

；
（2）寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學方程式

 

；
（3）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；
②Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）△H=-770kJ/mol．
下列說法正確的是

 

；
A．Mg的燃燒熱為641kJ/mol       
B．Ti的能量一定比TiCl₄高
C．該冶煉Ti法對環(huán)境友好
D．等質量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯氣反應，前者放出的熱量多
（4）以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構成燃料電池．該電池中正極的電極反應式

 

．
（5）若日產甲醇（CH₃OH）8t，理論上需多少t氫氣 （不考慮生產過程中的損失）．

 

．

Answer 1

分析：（1）電解食鹽水生成NaOH、H₂和Cl₂，以此書寫離子方程式；
（2）從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式；
（3）A．根據(jù)燃燒熱的定義判斷；
B．反應熱為反應物總能量與生成物總能量的差值；
C．該冶煉過程使用了有毒Cl₂，對環(huán)境有影響．
D．根據(jù)方程式計算；
（4）堿性甲醇電池中，O₂在正極得電子發(fā)生還原反應；
（5）根據(jù)反應的關系式計算．

解答：解：（1）電解食鹽水生成NaOH、H₂和Cl₂，反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O 

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高溫  .

 2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，
故答案為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂

高溫  .

 2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；
（3）A．燃燒熱指的是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量．由于Mg不是在O₂中燃燒，故641kJ/mol不能稱其燃燒熱，故A錯誤；
B．反應Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）為放熱反應，1mol Ti（s）和2mol Cl₂ （g）的總能量大于1mol TiCl₄ （s）的總能量，故B錯誤；
C．該冶煉過程使用了有毒Cl₂，對環(huán)境有影響．故C錯誤；
D．假設質量均為24g，則Mg（s）與足量Cl₂（g）反應放出641kJ熱量，24gTi（s） 與足量Cl₂（g）反應放出的熱量═385kJ，故D正確；
故答案為：D；
（4）堿性甲醇電池中，O₂在正極得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）設甲醇（CH₃OH）8t，理論上需多少Xt氫氣，根據(jù) CO+2H₂

高溫  .

  CH₃OH     
                                                  4            32
                                                  Xt            8t

4

X

=

32

8

  解得X=1t，
故答案為：1t．

點評：本題考查較為綜合，涉及離子方程式、化學反應與能量、電化學等知識，題目難度中等，本題注意把握電極方程式的書寫．