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(13分) 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:

(1)电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为                                    

(2)写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。

(3)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s);△H = – 641 kJ/mol

     ②Ti(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s);△H = –770 kJ/mol  

则2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s);△H=                   

       反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s),在Ar气氛中进行的理由是          

(4)在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上消耗H2            t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。

(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH + 3O2 + 4OH=2CO32 + 6H2O。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH     (填“增大”、“减小”或“不变”),该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。

 

【答案】

(1) 2Cl- – 2e= Cl2

 (2) 2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO

(3) –512kJ·mol-1

Mg和Ti都有较强还原性,在高温下都易被空气中的O2氧化

(4) 12

 (5) 增大     CH3OH – 6e+ 8OH= CO32+ 6H2O

【解析】(1)电解饱和食盐水时,Cl在阳极放电,所以阳极的电极反应为:2Cl- – 2e= Cl2

(2)可按流程图找出反应物和生成物写出方程式为:2FeTiO3 + 6C + 7Cl22FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO

(3)反应2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s)可看做反应①×2-②得到,根据盖斯定律得△H=– 641 kJ/mol×2-(–770 kJ/mol)=–512kJ·mol-1

反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s),在Ar气氛中进行的理由是Mg和Ti都有较强还原性,在高温下都易被空气中的O2氧化。

(4)解:设需要H2x吨

CO + 2H2 = CHOH

4    32

x    96

解得:x=12吨

(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,正极反应为:3O2+12H2O+12e= 12OH,负极反应为:CH3OH – 6e+ 8OH= CO32+ 6H2O,该燃料电池发生反应时正极区溶液的。碱性增强,pH增大。

 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(13分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:

(1)电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为                                    

(2)写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。

(3)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s);△H = – 641 kJ/mol

    ②Ti(s) +2Cl2(g)=TiCl4(s);△H = –770 kJ/mol  

则2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s);△H=                   

      反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s),在Ar气氛中进行的理由是          

(4)在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上消耗H2            t(不考虑生产过程中物质的任何损失)。

(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH + 3O2 + 4OH=2CO32+ 6H2O。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH     (填“增大”、“减小”或“不变”),该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。

 

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