Question

【題目】某化工集團為了提高資源利用率減少環(huán)境污染，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈．其主要工藝如下：

（1）寫出電解食鹽水反應(yīng)的離子方程式________________________________。陽極上每生成標準狀況下的11.2L氣體，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_______

（2）寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式：____________________。

（3）反應(yīng)2Mg+TiCl42MgCl4+Ti在Ar氣氛中進行的理由是__________．

（4）在上述產(chǎn)業(yè)鏈中，合成192t甲醇理論上需額外補充H2_______t（不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失）。

（5）以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池．該電池中負極上的電極反應(yīng)式是___________________________．

Answer 1

【答案】 2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑ 1mol 2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO Mg和Ti都有強還原性，在Ar氣氛中可以防止被氧化 10 2CH3OH﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+12H2O

【解析】（1）電解食鹽水反應(yīng)的離子方程式為：2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑；氯離子在陽極上失去電子生成氯氣，標準狀況下的11.2L的氯氣的物質(zhì)的量為0.5mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol。（2）在氯化過程中，FeTiO3與C、Cl2反應(yīng)生成FeCl3、CO、TiCl4，化學(xué)方程式為：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；（3）Mg和Ti都有強還原性，在高溫條件易空氣中氧氣被氧化，而在Ar氣氛中可以防止被氧化。（4）因2H2+CO——CH3OH，2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑，2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；192t甲醇的物質(zhì)的量為6×106mol，需要氫氣為12×106mol，需要一氧化為6×106mol，而生成6×106mol一氧化碳消耗氯氣的物質(zhì)的量為7×106mol，需要補充的氫氣的物質(zhì)的量為5×106mol，即10t。

（5）甲醇在負極失去電子被氧化為二氧化碳，生成的二氧化碳與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成碳酸鉀，則負極上的電極反應(yīng)式為：2CH3OH﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+12H2O。

點晴：書寫電化學(xué)半反應(yīng)的技巧是由方程式畫出雙線橋，表示得、失電子轉(zhuǎn)移關(guān)系，找出還原劑及被氧化后的產(chǎn)物，這里特別要注意被氧化后產(chǎn)物與介質(zhì)是否反應(yīng)，若反應(yīng)，則兩步合并書寫，然后由電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平即可。當然也可由總反應(yīng)減去正極反應(yīng)式就是負極反應(yīng)式。