Question

8．（1）鈦（Ti）是航空、軍事、電力等方面的必需原料，目前大規(guī)模生產(chǎn)的方法是：
第一步：金紅石（TiO₂）、炭粉混合，在高溫條件下，通入Cl₂制得TiCl₄和一種可燃?xì)怏w，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO，若轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2mol，則參加反應(yīng)的Cl₂標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是：2.24L．
第二步：在氬氣的氣氛中，用過(guò)量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦．此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;Ar\;}}{△}$Ti+2MgCl₂．
（2）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑．實(shí)驗(yàn)室可以采用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鈉：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉和硫酸鐵，寫(xiě)出反應(yīng)發(fā)生的離子方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
已知Cl₂、Na₂FeO₄在水處理過(guò)程中分別被還原為Cl^-、Fe³⁺．通過(guò)計(jì)算得知Na₂FeO₄的消毒效率（以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示）比氯氣的低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）第一步、第二步：根據(jù)元素守恒及原子守恒確定另一種生成物，再根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書(shū)寫(xiě)方程式，第一步根據(jù)元素化合價(jià)變化確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)；
（2）堿溶液中次氯酸根離子氧化鐵離子為高鐵酸根離子，反應(yīng)的離子方程式依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平得到；
以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來(lái)表示消毒效率，設(shè)質(zhì)量均為m，消毒效率分別為$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；

解答 解：（1）第一步：在高溫時(shí)，將金紅石（TiO₂）、炭粉混合并通入氯氣制得TiCl₄和一種可燃?xì)怏w，根據(jù)元素守恒及原子守恒知，該物質(zhì)是CO，所以反應(yīng)方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；C元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Cl元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，2molCl₂轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2mol，則參加反應(yīng)的Cl₂標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
第二步：在氬氣的環(huán)境中，用過(guò)量的鎂在加熱條件下與TiCl₄反應(yīng)制得金屬鈦，反應(yīng)方程式為：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgCl₂+Ti；
故答案為：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；2.24L；2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;Ar\;}}{△}$Ti+2MgCl₂；
（2）堿溶液中次氯酸根離子氧化鐵離子為高鐵酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來(lái)表示消毒效率，設(shè)質(zhì)量均為m，Na₂FeO₄、Cl₂兩種消毒殺菌劑的消毒效率分別為為$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；所以由大到小的順序?yàn)镃l₂＞Na₂FeO₄，
故答案為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；低．

點(diǎn)評(píng) 本題以氧化還原反應(yīng)為載體考查了方程式的書(shū)寫(xiě)，根據(jù)方程式書(shū)寫(xiě)規(guī)則書(shū)寫(xiě)即可，注意電子轉(zhuǎn)移計(jì)算氯氣的體積，題目難度中等．