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选择题 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
| TiCl4
| Mg
| MgCl2
| Ti
|
熔点/℃
| -25.0
| 648.8
| 714
| 1667
|
沸点/℃
| 136.4
| 1090
| 1412
| 3287
|
(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。
选择题 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
| TiCl4
| Mg
| MgCl2
| Ti
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熔点/℃
| -25.0
| 648.8
| 714
| 1667
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沸点/℃
| 136.4
| 1090
| 1412
| 3287
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(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。
本题答案:(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:<img onload='if(this.width>600)makesmallpic(this,600,1800);' src=)
(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+7Cl2高温2FeCl3+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- + 2H2O
H2↑ + 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- + 2H2O
H2↑ + 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+
2FeCl3+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。
考点:考查化学工业技术方面知识。
本题所属考点:【有关氧化还原反应的计算】
本题难易程度:【困难】
No man is happy but by comparison. 人的幸福都是比较而言的。