常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应.
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  • 解题思路:(1)①根据沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO2,反应生成TiCl4和一氧化碳,依据在守恒配平书写;

    ②将已知方程式换算成目标方程式,焓变进行相应的改变,结合盖斯定律计算得到;

    (2)①阴极上得电子发生还原反应;

    ②阴极上加入的物质应该具有还原性,反应后的生成物没有污染;

    (3)A、根据反应物和生成物的能量变化确定焓变;

    B、根据温度判断,在不同温度区域,TiI4的量是否发生改变;

    C、温度不同,反应方程式不同,产物不同

    D、在提纯过程中,根据反应确定I2的量是否变化.

    (1)沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO2,反应生成TiCl4和一氧化碳,

    反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;

    故答案为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;

    ②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol;

    (II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol;

    (III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol,

    将方程式2(II)-(I)-4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),△H=2b-4c-a;

    故答案为:2b-4c-a;

    (2)电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,和电源负极相连;电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-,阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体,反应后的生成物没有污染,水没有污染,所以该气体是氢气,

    故答案为:负;TiO2+4e-=Ti+2O2-;H2

    (3)A、大多数混合反应是放热反应,该反应的正反应也是放热反应,则该反应正反应的△H<0,故A错误;

    B、高于400℃,钛和氯气反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解,所以在不同温度区域,TiI4的量不同,故B错误;

    C、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故C正确;

    D、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的量不变,可以循环利用,故D正确;

    故选CD.

    点评:

    本题考点: 金属的回收与环境、资源保护;电极反应和电池反应方程式.

    考点点评: 本题考查了金属的冶炼、电极反应式的书写、热化学反应等知识点,注意焓变的有关计算、电极反应式的书写是高考的热点,应重点掌握.