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(2012?武汉模拟)21世纪是钛的世纪.如下图是利用钛白粉(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
②Cl2(g)+
1
2
Ti(s)═
1
2
TiCl4(l);△H=-385kJ/mol
(1)钛自粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再煅烧沉淀制得的.TiO2+发生水解的离子方程式为
TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+
TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+

(2)反应Ⅰ在800~900℃下进行,还生成一种可燃性无色气体,该反应的化学方程式为:
2Cl2+TiO2+2C
 高温 
.
 
TiCl4+2CO
2Cl2+TiO2+2C
 高温 
.
 
TiCl4+2CO

(3)反应Ⅱ的热化学方程式为
2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol
2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol

(4)该工艺流程中,可以循环使用的物质有
Mg、Cl2
Mg、Cl2

(5)在800~1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装置如右图所示.图中b是电源的
极,阴极的电极反应式为
TiO2+4e-→Ti+2O2-
TiO2+4e-→Ti+2O2-
分析:(1)已知TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,根据元素守恒写出反应的离子方程式;
(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;
(3)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;
(4)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;
(5)电解池的阳极发生失电子的氧化反应;电解池的阴极发生得电子的还原反应;电解TiO2也可制得海绵钛,变化是二氧化钛在阴极得到电子发生还原反应.
解答:解:(1)已知TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀和氢离子,其离子方程式为: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;
故答为:2Cl2+TiO2+2C
 高温 
.
 
TiCl4+2CO;
(3)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:2Mg(s)+TiCl4(l)═2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol;
(4)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
(5)电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,导致氧气等气体的出现,所以电极反应式为:2O2-→O2↑+4e-,电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO2+4e-→Ti+2O2-;电解池中,电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极,
故答案为:正;TiO2+4e-→Ti+2O2-
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.
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