Question

【化學(xué)與技術(shù)】

鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環(huán)境污染。

 

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）Fe的原子序數(shù)為26，其最外層電子數(shù)為2，請(qǐng)寫出鐵原子結(jié)構(gòu)示意圖____。

（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式             。

（3）氯堿廠獲得Cl2的離子方程式為                                      。

 

（4）由TiCl4→Ti反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)下表信息，需加熱的溫度略高于          ℃即可。

（5）為了減少產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)三廢對(duì)環(huán)境的威脅，當(dāng)NaCl與FeTiO3的物質(zhì)的量之比為           時(shí)，理論上Cl2的利用率最大。

 

Answer 1

（1）

（2）2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO

（3）2Cl- + 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH-

（4）1412 

（5）7：1

【解析】（1）鐵位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是過(guò)渡金屬元素的代表，原子序數(shù)為26，電子層結(jié)構(gòu)為

（2）從圖示可知氯化時(shí)的反應(yīng)物為FeTiO3、C、Cl2，生成物為FeCl3、TiCl4、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應(yīng)的方程式為FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO；

（3）工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應(yīng)）；陰極反應(yīng)：2H＋+2e－=H2↑（還原反應(yīng)）；因此，電解飽和食鹽水的總反應(yīng)可以表示為：2Cl－+2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH－；

（4）Ar氣中進(jìn)行防止鈦、鎂被氧化；控制溫度使TiCl4、Mg、MgCl2轉(zhuǎn)化為蒸氣，Ti不熔化，故溫度略高于1412℃；

（5）根據(jù)2Cl－+ 2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH－；再根據(jù)圖示可知氯化時(shí)的反應(yīng)物為FeTiO3、C、Cl2，生成物為FeCl3、TiCl4、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應(yīng)的方程式為2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，得出關(guān)系式2FeTiO3 ~ 7Cl2 ~ 14NaCl，所以為了減少產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)三廢對(duì)環(huán)境的威脅，當(dāng)NaCl與FeTiO3的物質(zhì)的量之比為7：1時(shí)，理論上Cl2的利用率最大。