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(2014秋?亭湖区校级月考)常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应.(1)工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:①沸腾氯化炉中发生的主要反应为:TiO2+2C+2Cl2 900℃ TiCl4+2CO .②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ?mol-1;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=b kJ?mol-1;Na(s)=Na(l)△H=c kJ?mol-1;则:TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H= kJ?mol-1.(2)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示,二氧化钛电极连接电源 极,该极电极反应为: .但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中加入固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过),将两极产物隔开,再将石墨改为金属陶瓷电极,并通入一种无毒的还原性气体,该气体是 .(3)海绵钛可用碘提纯,原理为:,下列说法正确的是 .A.该反应正反应的△H>0B.在不同温度区域,TiI4的量保持不变C.在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区D.在提纯过程中,I2可循环利用.试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
(2014秋?亭湖区校级月考)常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应.
(1)工业上由金红石(含TiO
2
大于96%)为原料生产钛的流程如下:
①沸腾氯化炉中发生的主要反应为:
TiO
2
+2C+2Cl
2
900℃
TiCl
4
+2CO
.
②已知:Ti(s)+2Cl
2
(g)=TiCl
4
(l)△H=a kJ?mol
-1
;2Na(s)+Cl
2
(g)=2NaCl(s)△H=b kJ?mol
-1
;Na(s)=Na(l)△H=c kJ?mol
-1
;则:TiCl
4
(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
kJ?mol
-1
.
(2)TiO
2
直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示,二氧化钛电极连接电源
极,该极电极反应为:
.但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中加入固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过),将两极产物隔开,再将石墨改为金属陶瓷电极,并通入一种无毒的还原性气体,该气体是
.
(3)海绵钛可用碘提纯,原理为:,下列说法正确的是
.
A.该反应正反应的△H>0
B.在不同温度区域,TiI
4
的量保持不变
C.在提纯过程中,I
2
的作用是将粗钛从低温区转移到高温区
D.在提纯过程中,I
2
可循环利用.
试题解答
TiO
2
+2C+2Cl
2
900℃
TiCl
4
+2CO
:2b-4c-a:负:
TiO
2
+4e
-
=Ti+O
2-
:
H
2
:CD
【解答】解:(1)沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO
2
,反应生成TiCl
4
和一氧化碳,
反应的化学方程式为:TiO
2
+2C+2Cl
2
=TiCl
4
+2CO;
故答案为:TiO
2
+2C+2Cl
2
=TiCl
4
+2CO;
②(I) Ti(s)+2Cl
2
(g)=TiCl
4
(l)△H=a kJ/mol;
(II) 2Na(s)+Cl
2
(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol;
(III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol,
将方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl
4
(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),△H=2b-4c-a;
故答案为:2b-4c-a;
(2)电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,和电源负极相连;电极反应式为TiO
2
+4e-=Ti+2O
2-
,阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体,反应后的生成物没有污染,水没有污染,所以该气体是氢气,
故答案为:负;TiO
2
+4e
-
=Ti+2O
2-
;H
2
;
(3)A、大多数混合反应是放热反应,该反应的正反应也是放热反应,则该反应正反应的△H<0,故A错误;
B、高于400℃,钛和氯气反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解,所以在不同温度区域,TiI
4
的量不同,故B错误;
C、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I
2
的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故C正确;
D、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I
2
的量不变,可以循环利用,故D正确;
故选CD.
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电极反应和电池反应方程式
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