Question

【题目】）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 己知：Ti (s)+2Cl2(g)=TiCl4(l) △H=akJ/mol；

2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=bkJ/mol；

Na(s) = Na (l) △H=ckJ/mol

则TiCl4(l)＋4Na(l)＝Ti(s)+4NaCl(s) △H=________kJ/mol

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源_____极，该极电极反应为__________。

（3）若以二甲醚（CH3OCH3）、空气、氢氧化钾溶液为原料，多孔石墨为电极构成的燃料电池提供上述电解的电源，则该电池工作时负极的电极反应式为____________。

Answer 1

【答案】 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 2b-4c-a TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑ 负 TiO2+4e-=Ti+O2- CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O

【解析】（1）①沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO2，反应生成TiCl4和一氧化碳，反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol；(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol；(III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol，根据方程式可知将方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)，△H=2b-4c-a；③TiCl4遇水强烈水解，钛离子结合氢氧根离子形成氢氧化钛出的和氯化氢，反应进行彻底，反应的化学方程式TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑；（2）电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，和电源负极相连；电极反应式为TiO2+4e－=Ti+2O2-；（3）原电池中负极发生失去电子的氧化反应，因此二甲醚在负极通入，电解质溶液显碱性，因此该电池工作时负极的电极反应式为CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O。