Question

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。
（1）工业上由金红石（含TiO₂大于96％）为原料生产钛的流程如下：

① 沸腾氯化炉中发生的主要反应为：                            。
②已知：Ti(s) +2Cl₂(g)＝TiCl₄(l) ΔH＝a kJ·mol^－1；
2Na(s) +Cl₂(g)＝2NaCl(s) ΔH＝b kJ·mol^－1；
Na(s)＝Na(l) ΔH＝c kJ·mol^－1；
则TiCl₄(l) +4Na(l)＝Ti(s) +4NaCl(s) ΔH＝     kJ·mol^－1。
③ TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式                        。
（2）TiO₂直接电解法生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示，二氧化钛电极连接电 极，该极电极反应为：                   。但此法会产生有毒气体，为减少对环境的污染，在电池中加入固体氧离子隔膜（氧离子能顺利通过），将两极产物隔开，再将石墨改为金属陶瓷电极，并通入一种还原性气体，该气体是               。

（3）海绵钛可用碘提纯，原理为：，下列说法正确的是    。

A．该反应正反应的ΔH＞0

B．在不同温度区域，TiI4的量保持不变

C．在提纯过程中，I2 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区

D．在提纯过程中，I2 可循环利用

Answer 1

（1）①TiO₂+2C+2Cl₂＝TiCl₄+2CO（高温或900℃要注明）；②2b-4c-a；
③TiCl₄ + 4H₂O＝Ti(OH)₄↓+ 4HCl↑
（2）负  TiO₂ +4e^－＝Ti + O^2－（或：Ca²⁺+2e^－＝Ca；2Ca+TiO₂＝2CaO +Ti） H₂
（3）C D（只选对1个给1分，错选0分）

试题分析：化学反应原理的基本内容。
（1）①根据图中箭头指向判断反应物和生成物，利用氧化还原反应配平方程式；②把三个方程式2②-4③-①即可以得到；
（2）该电解池是用二氧化钛生产金属钛的工艺，电解时钛元素由+4变为0价，得到电子，为阴极，连接电源的负极，还可以根据O^2-聚集判断；但此法会有石墨失去电子产生CO，改用金属陶瓷电极需加入还原性气体提供电子，故通入H₂；
（3）A、根据反应方程式判断低温正向进行高温逆向进行，故正向为放热反应，ΔH＜0，错误；B、温度不同，平衡发生移动，TiI₄的量随着发生变化，错误；C、低温碘单质与钛反应生成气态TiI₄，高温下分解得到金属钛和碘单质，所以说I₂ 的作用是将粗钛从低温区转移到高温区，在该过程中I₂ 可循环利用正确，故C、D都正确。