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    某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．

    请填写下列空白：
    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：    ．
    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
    ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将    （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H2    t．
    （3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4g．
    ①请写出燃料电池中的负极反应式：    ．
    ②燃料电池正极消耗空气的体积是    （标准状况，空气中O2体积分数以20%计算）．
    【答案】分析：（1）从图示可知氯化时的反应物、生成物，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；
    （2）①根据浓度熵数值和平衡常数的大小关系来判断；
    ②根据CO和H2合成甲醇的方程式：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）以及2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO和2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑得到相应关系式来计算；
    （3）①根据负极反应=总反应-正极反应来回答；
    ②根据电路中的电子守恒来计算回答．
    解答：解：（1）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为
    2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，故答案为：2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO；
    （2）①将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此状态的浓度熵Qc===0.44＞0.27，即Qc＞K，
    所以此时反应将向逆反应方向进行，故答案为：向逆反应方向进行；
    ②由方程式CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）、2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO和2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑得如下关系式：
    6CH3OH→6CO→7Cl2→7H2，而6CH3OH→12H2，故每生产6molCH3OH（192g）需额外补充5molH2（10g），则生产19.2t甲醇，至少需额外补充1.0t氢气，故答案为：1.0；
    （3）甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池的总反应为：3O2+2CH3OH+4OH-=2CO32-+6H2O，正极反应式为：3O2+12e-+6H2O=12OH-，负极反应=总反应-正极反应，
    即为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
    电解精炼粗铜时，阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当生成6.4g纯铜，至少转移电子0.2mol，燃料电池的正极反应为：3O2+12e-+6H2O=12OH-，转移电子0.2mol，
    消耗氧气0.05mol，折合成空气为0.25mol，在标准状况下的体积为5.6，故答案为：5.6 L．
    点评：本题是一道有关电解原理的应用知识题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    I．化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸的反应生成FeCl2还是FeCl3”．请你参与探究并回答有关问题：
    （1）一位同学向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+．
    ①可观察到实验现象是
    产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀
    产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀
    ，
    ②反应过程中发生反应的化学方程式是
    FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3
    FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3
    ．
    （2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现血红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去．为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
    ①铁有一种化合物称为铁酸盐（含有FeO42-）．
    ②SCN-的电子式为．
    ③氯水具有很强的氧化性．
    于是同学们提出两种假设，
    ①第一种假设是：Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-，请写出该离子反应方程式
    2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
    2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
    ．
    ②第二种假设是：
    SCN-被Cl2氧化
    SCN-被Cl2氧化
    ，
    II．某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．请填写下列空白：

    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2FeCl3+2TiCl4+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2
     电解 
    .
     
    2FeCl3+2TiCl4+6CO
    ．
    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
    ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将
    向逆反应方向进行
    向逆反应方向进行
    （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H2
    1.0
    1.0
    t．
    （3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜，在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g．
    ①请写出燃料电池中的负极反应式：
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    ．
    ②燃料电池正极消耗空气的体积是
    2.8L
    2.8L
    （标况，空气中O2体积分数以20%计算）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?泰州二模）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图1所示），既提高了资源利用率，又减少了环境污染．

    请填写下列空白：
    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    ．
    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
    ①已知该反应在300°C时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将
    向逆反应方向进行
    向逆反应方向进行
    （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H2
    1.0
    1.0
    t．
    （3）用甲醇一空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图2所示），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g．
    ①请写出燃料电池中的负极反应式：
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    ．
    ②燃料电池正极消耗空气的体积是
    2.8L
    2.8L
    （标准状况，空气中O2体积分数以20%计算）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?姜堰市二模）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．

    请填写下列空白：
    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
    ．
    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
    ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将
    向逆反应方向进行
    向逆反应方向进行
    （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H2
    1.0
    1.0
    t．
    （3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4g．
    ①请写出燃料电池中的负极反应式：
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    ．
    ②燃料电池正极消耗空气的体积是
    5.6L
    5.6L
    （标准状况，空气中O2体积分数以20%计算）．

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    科目：高中化学 来源：2012届江苏省扬州中学高三上学期练习化学试卷 题型：实验题

    （15分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

    请填写下列空白：
    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：            ▲          。
    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。
    ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将  ▲  （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2 t甲醇，至少需额外补充H2       ▲       t。
    （3）用甲醇—空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），

    在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。
    ①请写出燃料电池中的负极反应式：        ▲       。
    ②燃料电池正极消耗空气的体积是     ▲   （标准状况，
    空气中O2体积分数以20%计算）。

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年江苏省高三上学期练习化学试卷 题型：实验题

    （15分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

    请填写下列空白：

    （1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：            ▲           。

    （2）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。

    ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将   ▲   （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

    ②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2 t甲醇，至少需额外补充H2        ▲        t。

    （3）用甲醇—空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），

    在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。

    ①请写出燃料电池中的负极反应式：         ▲        。

    ②燃料电池正极消耗空气的体积是      ▲    （标准状况，

    空气中O2体积分数以20%计算）。

     

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