Question

21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)．以下是利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：

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）鈦白粉是利用TiO²⁺發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，再經(jīng)煅燒制得的．TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃時進(jìn)行，生成TiCl₄和一種可燃性無色氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）該工藝流程中，參加反應(yīng)且可以循環(huán)使用的物質(zhì)有

 

．

Answer 1

考點：金屬冶煉的一般原理

專題：元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)信息：TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀結(jié)合水解反應(yīng)的實質(zhì)來書寫；
（2）由工藝流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)利用鈦白粉生產(chǎn)海綿鈦的一種工藝流程圖，分析可循環(huán)利用的物質(zhì)；

解答： 解：（1）TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，即TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺，故答案為：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；
（2）反應(yīng)Ⅰ、由工藝流程圖及題中信息可知反應(yīng)物為氯氣、二氧化鈦和焦炭，生成物為四氯化鈦和一種可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，可知此可燃性氣體是由碳元素和氧元素組成的一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO；
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
由蓋斯定律①×2-②×2，得到熱化學(xué)方程式為：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol，
故答案為：2Cl₂+TiO₂+2C

高溫  .

TiCl₄+2CO；2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）由工藝流程圖可知生成物中的鎂和氯氣可循環(huán)使用，
故答案為：Mg、Cl₂；

點評：本題屬于信息給予題，涉及了熱化學(xué)方程式的書寫方法和蓋斯定律的計算應(yīng)用，電解池電極判斷和電極反應(yīng)書寫，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．