Question

（共12分）钛是21世纪金属。下面是利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：

已知：① Mg(s)＋Cl₂ (g)＝MgCl₂ (s)     △H＝－641 kJ·mol^－1
② Cl₂(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl₄ (l)  △H＝－385 kJ·mol^－1
（1）钛白粉是利用TiO^2＋发生水解生成钛酸（H₂TiO₃）沉淀，再煅烧沉淀制得的。
TiO^2＋发生水解的离子方程式为                                      。
（2）反应I在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为        ；
反应II的热化学方程式为                                              。
（3）该工艺流程中，可以循环使用的物质有       （填化学式）。
（4）在800℃～1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如右图所示。图中b是电源的       极，阴极的电极反应式为                                      。

Answer 1

（共12分）每空2分（1）TiO^2＋＋2H₂O＝H₂TiO₃↓＋2H^＋（2分）
（2）TiO₂＋2Cl₂＋2CTiCl₄＋2CO（2分）
2Mg(s)＋TiCl₄(l)＝2MgCl₂(s)＋Ti(s)  △H＝－512 kJ·mol^－1（2分，状态不写0分）
（3）Mg、Cl₂（每空1分，共2分）
（4）正（2分）       TiO₂＋4e^－＝Ti＋2O^2－（2分）

试题分析：（1）TiO^2＋发生水解生成钛酸（H₂TiO₃）沉淀，说明水解程度很大，所以TiO^2＋发生水解的离子方程式为TiO^2＋＋2H₂O＝H₂TiO₃↓＋2H^＋。
（2）根据元素的组成可知，可燃性无色气体应该是CO，所以该反应的化学方程式是TiO₂＋2Cl₂＋2C TiCl₄＋2CO。根据盖斯定律可知，（①－②）×2即得到2Mg(s)＋TiCl₄(l)＝2MgCl₂(s)＋Ti(s)，所以该反应的反应热△H＝（－641kJ/mol＋385 kJ/mol）×2＝－512 kJ/mol。
（3）根据转化图可知，最后氯化镁电解又生成镁和氯气，二者可以循环使用。
（4）根据装置图可知，氧离子向b电极移动，所以与b相连的电极是阳极，因此b是电源的正极。电解池中阴极是得到电子的，所以阴极电极反应式是TiO₂＋4e^－＝Ti＋2O^2－。
点评：本题难度不是很大，考查的知识点较多、综合性较强，考查同学们新信息获取、处理及灵活运用所学知识（化学方程式、电极反应式的书写、盖斯定律以及电源正负极的判断等）进行分析问题、解决问题的能力。重点考查学生对化学知识的熟练掌握程度，以及灵活运用知识解决实际问题的能力。