Question

鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產業鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環境污染。

請回答下列問題：
（1）Fe的原子序數為26，其最外層電子數為2，請寫出鐵原子結構示意圖_______。
（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經氯化得到四氯化鈦的化學方程式              。
（3）氯堿廠獲得Cl₂的離子方程式為                                       

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔點/℃	－25．0	648．8	714	1667
沸點/℃	136．4	1090	1412	3287

 
（4）由TiCl₄→Ti反應后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據下表信息，需加熱的溫度略高于          ℃即可。
（5）為了減少產業鏈生產時產生的工業三廢對環境的威脅，當NaCl與FeTiO₃的物質的量之比為      時，理論上Cl₂的利用率最大。

Answer 1

（1）
（2）2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高溫2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO （2分）
（3）2Cl^- + 2H₂O  H₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^-（2分）
（4）1412 （2分）
（5）7：1

試題分析：（1）鐵位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是過渡金屬元素的代表，原子序數為26，電子層結構為：
（2）從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為FeTiO₃＋6C＋7Cl₂^高溫2FeCl₃＋2TiCl₄＋6CO；
（3）工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯堿工業。陽極反應：2Cl^－－2e^－=Cl₂↑（氧化反應）；陰極反應：2H^＋+2e^－=H₂↑（還原反應）；因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：2Cl^－ + 2H₂O  H₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^－；
（4）Ar氣中進行防止鈦、鎂被氧化；控制溫度使TiCl₄、Mg、MgCl₂轉化為蒸氣，Ti不熔化，故溫度略高于1412℃；
（5）根據2Cl^－ + 2H₂O  H₂↑ + Cl₂↑ + 2OH^－；再根據圖示可知氯化時的反應物為FeTiO₃、C、Cl₂，生成物為FeCl₃、TiCl₄、CO，再根據得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為2FeTiO₃+6C+2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，得出關系式2FeTiO₃ ~  7Cl₂ ~ 14NaCl，所以為了減少產業鏈生產時產生的工業三廢對環境的威脅，當NaCl與FeTiO₃的物質的量之比為7：1時，理論上Cl₂的利用率最大。