题目

题型：不详难度：来源：

【化学与技术】
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。
 
请回答下列问题：
（1）Fe的原子序数为26，其最外层电子数为2，请写出铁原子结构示意图____。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式             。
（3）氯碱厂获得Cl₂的离子方程式为                                     。
 
（4）由TiCl₄→Ti反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于          ℃即可。
（5）为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO₃的物质的量之比为         时，理论上Cl₂的利用率最大。

答案

（1）
（2）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO
（3）2Cl^- + 2H₂O H₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^-
（4）1412 
（5）7：1

解析

（1）铁位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是过渡金属元素的代表，原子序数为26，电子层结构为
（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO₃、C、Cl₂，生成物为FeCl₃、TiCl₄、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO；
（3）工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。阳极反应：2Cl^－－2e^－=Cl₂↑（氧化反应）；阴极反应：2H^＋+2e^－=H₂↑（还原反应）；因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：2Cl^－+2H₂OH₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^－；
（4）Ar气中进行防止钛、镁被氧化；控制温度使TiCl₄、Mg、MgCl₂转化为蒸气，Ti不熔化，故温度略高于1412℃；
（5）根据2Cl^－+ 2H₂OH₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^－；再根据图示可知氯化时的反应物为FeTiO₃、C、Cl₂，生成物为FeCl₃、TiCl₄、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO₃+6C+7Cl₂2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，得出关系式2FeTiO₃ ~ 7Cl₂ ~ 14NaCl，所以为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO₃的物质的量之比为7：1时，理论上Cl₂的利用率最大。