Question

（15分）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬。如下圖所示，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，減小環境污染。請填寫下列空白：

（1）電解飽和食鹽水時，該反應的離子方程式是____________________。
（2）已知：①Mg(s)＋Cl₂(g)=MgCl₂(s);
②
則____________
反應：在Ar氣氛中進行的理由是________
（3）寫出鈦鐵礦與焦炭、Cl₂共熱制得四氯化鈦的化學方程式______________________
（4）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。已知該燃料電池的總反應式為：2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－=2CO₃^2－＋6H₂O，該燃料電池發生反應時正極區溶液的PH_____（填“增大”、“減小”或“不變”）該電池中負極上的電極反應是__________.
（5）在上述產業鏈中合成96t甲醇理論上消耗H₂_________t（不考慮生產過程中物質的任何損失）

Answer 1

（1）（2分）2Cl^－＋2H₂O Cl₂↑＋H₂↑＋2OH^－   
（2）－512 KJ/mol （2分）
Mg和Ti都有較強還原性，在高溫下都易與空氣中的O₂反應（2分）
（3）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO（3分）
（4）增大（2分）  CH₃OH－6e^－＋8OH^－=CO₃^2－＋6H₂O（2分） （5）12 （2分）

試題分析：：（1）電解食鹽水生成NaOH、H₂和Cl₂，
利用蓋斯定律2①-②即可計算出反應熱為－512 KJ/mol。由于Mg和Ti都有較強還原性，在高溫下都易與空氣中的O₂反應，所以反應要在Ar氣氛中進行。
（3在堿性環境中正極： O2 + 4e- + 2H2O= 4OH^- ，所以正極附近的堿性增強。負極甲醇發生氧化反應，CH₃OH－6e^－＋8OH^－=CO₃^2－＋6H₂O
（5）CO(g)＋2H₂(g)←→ CH₃OH(g)
4       32
X        96t
x="12" t
點評：本題以學生不熟悉的金屬鈦（Ti）為題眼，結合化學工藝，考查的知識面廣，但是設計的知識點簡單。注重對基礎知識點的考查。