Question

21世紀是鈦的世紀．下面是利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：

已知：
①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-641kJ?mol^-1
②Cl₂（g）+

1

2

Ti（s）═

1

2

TiCl₄（l）△H=-385kJ?mol^-1
（1）反應(yīng)Ⅰ在800～900℃下進行，還生成一種可燃性無色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO

．
（2）反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為

2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol

．
（3）反應(yīng)Ⅱ中充入氣體Ar的原因是

做保護氣，防止金屬被氧化

．
（4）在800℃～1000℃時電解TiO₂也可制得海綿鈦，裝置如上右圖所示．圖中b是電源的

正

極，陰極的電極反應(yīng)式為

TiO₂+4e^-═Ti+2O^2-

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)Ⅰ是氯氣和鈦白粉、焦炭反應(yīng)生成鈦和一種可燃性無色氣體，依據(jù)原子守恒可知氣體為一氧化碳；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（3）反應(yīng)Ⅱ充入氬氣是保護生成的鈦不被氧化起到保護氣的主要作用；
（4）電解池的陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；電解TiO₂也可制得海綿鈦，變化是二氧化鈦在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答：解：（1）反應(yīng)Ⅰ是氯氣和鈦白粉、焦炭反應(yīng)生成鈦和一種可燃性無色氣體，依據(jù)原子守恒可知氣體為一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C

800-900°C  .

TiCl₄+2CO；
（2）①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-641kJ?mol^-1
②Cl₂（g）+

1

2

Ti（s）═

1

2

TiCl₄（l）△H=-385kJ?mol^-1
由蓋斯定律①×2-②×2，得到熱化學(xué)方程式為：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol，
故答案為：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）反應(yīng)Ⅱ充入氬氣是保護生成的鈦不被氧化起到保護氣的主要作用，
故答案為：做保護氣，防止金屬被氧化；
（4）電解池的陽極是氧離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致氧氣等氣體的出現(xiàn)，所以電極反應(yīng)式為：2O^2-→O₂↑+4e^-，電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，是二氧化鈦電極本身得電子的過程，即TiO₂+4e^-→Ti+2O^2-；電解池中，電解質(zhì)里的陰離子O^2-、Cl^-均移向陽極，
故答案為：正；TiO₂+4e^-→Ti+2O^2-．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫方法和蓋斯定律的計算應(yīng)用，電解池電極判斷和電極反應(yīng)書寫，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．