Question

被譽為“太空金屬”的鈦（Ti），在自然界中主要以金紅石（TiO₂）的形式存在．由于金紅石熔點高，為金屬Ti的直接制備帶來了困難．在工業(yè)上常常采用將其先轉(zhuǎn)化成熔沸點較低的TiCl₄后再進行還原的方法．金紅石轉(zhuǎn)化成TiCl₄的反應(yīng)方程式如下：

 

TiO₂+

 

C+

 

Cl₂═

 

TiCl₄+

 

CO
（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式并用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移；
（2）指出該反應(yīng)的氧化劑

 

，氧化產(chǎn)物

 

；
（3）當(dāng)有6mol電子轉(zhuǎn)移，則有

 

mol還原劑被氧化．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)C、Cl元素的化合價變化來分析，化合價升高的元素原子失去電子，化合價降低的元素的原子得到電子，化合價升高值=化合價降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)電子守恒來配平；
（2）含元素化合價降低的物質(zhì)為氧化劑，含元素化合價升高的物質(zhì)為還原劑，還原劑對應(yīng)的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；
（3）結(jié)合化學(xué)方程式來計算被氧化的還原劑的物質(zhì)的量．

解答：解：（1）在反應(yīng)中，C元素的化合價由0升高到+2價，失電子數(shù)目是2，Cl元素的化合價由0降低為-1價，得到電子數(shù)目共為2，Cl元素守恒，所以氯氣前邊系數(shù)是2，根據(jù)電子守恒，碳單質(zhì)和一氧化碳前邊系數(shù)都是2，根據(jù)鈦元素守恒，所以二氧化鈦前邊系數(shù)是1，方程式為：TiO₂+2C+2Cl₂═TiCl₄+2CO，電子轉(zhuǎn)移情況如下：，故答案為：1、2、2、1、2；；
（2）Cl元素的化合價降低，C元素的化合價升高，則Cl₂為氧化劑，C為還原劑，CO是氧化產(chǎn)物，
故答案為：Cl₂；CO；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式，當(dāng)消耗2mol碳單質(zhì)時，轉(zhuǎn)移的電子為4mol，當(dāng)有6mol電子轉(zhuǎn)移，則有3mol還原劑C被氧化，故答案為：3．

點評：本題考查氧化還原反應(yīng)，明確元素的化合價變化及原子守恒的方法來分析是解答本題的關(guān)鍵，并注意反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的關(guān)系來解答即可．