Question

（18分）鈦被譽為“二十一世紀的金屬”，用途廣泛。按下圖所示組成的產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率并能減少環(huán)境污染。請回答下列問題：

（1）已知中FeTiO3元素的化合價為+3，鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的過程中________元素被氧化，每生產(chǎn)1. 9kgTiCl4 消耗Cl2在標準狀況下的體積為________L。

則金屬Mg還原TiCl4制取金屬Ti (s)的熱化學方程式為___________.

（3）某化學興趣小組探究外界條件對合成甲醇反應的影響。

①在300℃時，向體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和1mol CO，CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

則從反應開始到建立平衡，v(H2)為___________ ；

該溫度下的化學平衡常

數(shù)為___________ 。

②在其它條件不變，只改變其中的一個條件，該小組同學

根據(jù)實驗繪制如下圖像，其中與事實相符的是為___________（填

序號）。

（4）電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎。

①電解飽和食鹽水的離子方程式為為___________ 。

②電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3，鹽酸的作用為為___________。（用必要的離子方程式和文字說明）

 

Answer 1

（18分）

（1）Ti、C（2分），784（3分）

（2）2Mg（s）+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s) ?H=-478kJ?mol?1（2分）

（3）①0.15mo?L-1?min-1（2分） 12（2分）

②AD（3分）（缺1項扣1分，有錯誤選項不給分）

（4）①2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?（2分）

②Cl2與H2O反應：Cl2+H2OH++Cl?+HClO，增大H+濃度使平衡逆向移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出。（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程圖可知FeTiO3、C、Cl2反應生成FeCl3、TiCl4、CO，化合價升高的元素為Ti和C，所以Ti和C元素被氧化；1. 9kgTiCl4 消 物質(zhì)的量為：1900g÷190g/mol=10mol，根據(jù)FeTiO3可知生成的FeCl3和TiCl4物質(zhì)的量相等，都是10mol，根據(jù)Cl元素守恒Cl2的物質(zhì)的量為(30mol+40mol)÷2=35mol，所以消耗Cl2在標準狀況下的體積為：35mol×22.4L/mol=784L。

（2）首先寫出金屬Mg還原TiCl4制取金屬Ti (s)的化學方程式，并注明狀態(tài)：2Mg（s）+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+

Ti(s)，然后根據(jù)蓋斯定律求焓變，?H=2?H1—?H2=-478kJ?mol?1，可得熱化學方程式。

（3）①v(H2)=v(CH3OH)=2×0.75mol/L÷10min=0.15mo?L-1?min-1；根據(jù)三段式進行計算：

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始濃度(mol?L?1) 1 2 0

轉化濃度(mol?L?1) 0.75 1.5 0.75

平衡濃度(mol?L?1) 0.25 0.5 0.75

則化學平衡常數(shù)為：0.75mol/L÷[0.25mol/L×(0.5mol/L )2] =12(mol?L?1)-2

② A、CO與H2生成CH3OH的反應為放熱反應，350℃大于300℃，反應速率加快，平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質(zhì)的量減小，正確；B、該反應正反應方向氣體系數(shù)減小，所以增大壓強平衡向右移動，甲醇的物質(zhì)的量增大，圖像錯誤；C、該反應為放熱反應，350℃大于300℃，反應速率加快，平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質(zhì)的量減小，圖像錯誤；D、催化劑能加快反應速率，但不影響化學平衡，圖像正確。

（4）①電解飽和食鹽水生成H2、Cl2、NaOH，離子方程式為：2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?

② 因為陽極生成Cl2，Cl2能溶于H2O且與水反應：Cl2+H2OH++Cl?+HClO，加入鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3，增大H+濃度使平衡逆向移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出。

考點：本題考查熱化學方程式書寫、化學反應速率與化學平衡、電解原理、化學計算。