Question

（2011?淮南二模）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的“21世紀金屬”金屬，應用前景廣泛．如圖所示，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產業鏈可以大大提高資源利用率，減少環境污染．請填寫下列空白：

（1）電解食鹽水總反應的離子方程式是

2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

；
（2）寫出鈦鐵礦經氯化法得到四氯化鈦的化學方程式

2FeTiO₃+6C+7Cl₂

電解  .

2TiCl₄+2FeCl₃+6CO

；
（3）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；②Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）△H=-770kJ/mol．
下列說法中正確的是

C

；
A．Mg的燃燒熱為641kJ/mol
B．Ti的能量一定比TiCl₄高
C．等質量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯氣反應，前者放出的熱量多
D．該冶煉Ti法對環境友好
（4）某廠日合成甲醇8.1t，理論上需氫氣

0.5

t （不考慮生產過程中的損失）．
（5）以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構成燃料電池．該電池中正極上的電極反應式是

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）電解食鹽水生成NaOH、H₂和Cl₂，以此書寫離子方程式；
（2）從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式；
（3）A．根據燃燒熱的定義判斷；
B．反應熱為反應物總能量與生成物總能量的差值；
C．根據方程式計算；
D．該冶煉過程使用了有毒Cl₂，對環境有影響．
（4）根據反應的關系式計算；
（5）堿性甲醇電池中，O₂在正極得電子發生還原反應．

解答：解：（1）電解食鹽水生成NaOH、H₂和Cl₂，反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為：
2FeTiO₃+6C+7Cl₂ 

電解  .

2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，故答案為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂ 

電解  .

2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；
（3）A．Mg不是在O₂中燃燒，故641kJ/mol不能稱其燃燒熱，故A錯誤；
B．反應Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）為放熱反應，1mol Ti（s）和2mol Cl₂ （g）的總能量大于1mol TiCl₄ （s）的總能量，故B錯誤；
C．假設質量均為24g，則Mg（s）與足量Cl₂（g）反應放出641kJ熱量，24gTi（s） 與足量Cl₂（g）反應放出的熱量=

24g

48g/mol

×770kJ/mol=385kJ，故C正確；
D．該冶煉過程使用了有毒Cl₂，對環境有影響．故D錯誤．
故答案為：C；
（4）根據CO+2H₂→CH₃OH，CH₃OH～CO～

7

6

Cl₂～

7

6

 H₂，所以生產1 molCH₃OH，理論上還需補充氫氣2-

7

6

=

5

6

mol，即

5

3

gH₂，故生產8.1t CH₃OH還需補充H₂的質量0.5t．
故答案為：0.5；
（5）堿性甲醇電池中，O₂在正極得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查較為綜合，涉及離子方程式、化學反應與能量、電化學等知識，題目難度中等，本題注意把握電極方程式的書寫．