Question

21世纪是钛的世纪．以下是利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：

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）钛白粉是利用TiO²⁺发生水解生成钛酸（H₂TiO₃）沉淀，再经煅烧制得的．TiO²⁺发生水解反应的离子方程式为

 

．
（2）反应Ⅰ在800～900℃时进行，生成TiCl₄和一种可燃性无色气体，则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，参加反应且可以循环使用的物质有

 

．

Answer 1

考点：金属冶炼的一般原理

专题：元素及其化合物

分析：（1）根据信息：TiO²⁺发生水解反应生成钛酸（H₂TiO₃）沉淀结合水解反应的实质来书写；
（2）由工艺流程图及题中信息可知反应物为氯气、二氧化钛和焦炭，生成物为四氯化钛和一种可燃性气体，根据反应前后元素种类不变，可知此可燃性气体是由碳元素和氧元素组成的一氧化碳，写出反应的化学方程式即可；依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（3）根据利用钛白粉生产海绵钛的一种工艺流程图，分析可循环利用的物质；

解答： 解：（1）TiO²⁺发生水解反应生成钛酸（H₂TiO₃）沉淀，即TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺，故答案为：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；
（2）反应Ⅰ、由工艺流程图及题中信息可知反应物为氯气、二氧化钛和焦炭，生成物为四氯化钛和一种可燃性气体，根据反应前后元素种类不变，可知此可燃性气体是由碳元素和氧元素组成的一氧化碳，反应的化学方程式为：2Cl₂+TiO₂+2C

高温  .

TiCl₄+2CO；
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
由盖斯定律①×2-②×2，得到热化学方程式为：2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol，
故答案为：2Cl₂+TiO₂+2C

高温  .

TiCl₄+2CO；2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）由工艺流程图可知生成物中的镁和氯气可循环使用，
故答案为：Mg、Cl₂；

点评：本题属于信息给予题，涉及了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，电解池电极判断和电极反应书写，掌握基础是关键，题目难度中等．