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

（共12分）每空2分（1）TiO2＋＋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＋2O2－（2分）

【解析】

试题分析：（1）TiO2＋发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，说明水解程度很大，所以TiO2＋发生水解的离子方程式为TiO2＋＋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＋2O2－。

考点：考查盖斯定律的应用、方程式的书写、电源正负极的判断