Question

某化工集团为了提高资源利用率减少环境污染，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链．其主要工艺如下：
 
（1）写出工业上电解食盐水反应的化学方程式

 

．
（2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：

 

．
（3）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）；△H=-641kJ?mol^-1
②Ti（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）；△H═-770kJ?mol^-1
则2Mg（s）+TiCl₄（g）═2MgCl₂（s）+Ti（s）；△H═

 

，反应2Mg+TiCl₄

800℃  .

2MgCl₄+Ti在Ar气氛中进行的理由是

 

．
（4）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池中正极上的电极反应式是

 

，负极区的pH

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）．

Answer 1

考点：热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,电解原理

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）电解食盐水生成NaOH、H₂和Cl₂，以此书写离子方程式；
（2）钛铁矿经氯化得到四氯化钛、氯化铁和一氧化碳；依据原子守恒配平写出；
（3）根据盖斯定律，①×2-②可得；Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O₂氧化；
（4）碱性甲醇电池中，O₂在正极得电子发生还原反应，负极甲醇消耗氢氧根离子生成碳酸盐；

解答： 解：（1）电解食盐水生成NaOH、H₂和Cl₂，反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂ O 

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2NaCl+2H₂ O 

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）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+7Cl₂=2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，
故答案为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂ =2FeCl₃+2TiCl₄+6CO；
（3）反应2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）可看做反应①×2-②得到，根据盖斯定律得△H-641kJ/mol×2-（-770 kJ/mol）=-512kJ?mol^-1，反应2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）在Ar气氛中进行的理由是Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O₂氧化；
故答案为：-512 kJ?mol^-1；Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛中可以防止被氧化；
（4）碱性甲醇电池中，O₂在正极得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，负极电极反应为：CH₃OH-6e^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，负极附近消耗氢氧根离子，溶液PH减小；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，减小；

点评：本题考查化学方程式的书写及计算、盖斯定律等，题目难度中等，注意根据盖斯定律解题．