中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题2007年1月17日
●本竞赛试题共8题，总分120分，竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不得进入考场，考试开始后1小时内不得离开考场。解答完毕，将试卷和答卷及草稿纸折好，背面朝上放于桌面，撤离考场。●试卷和答卷已分别装订成册，不得拆散，所有解答必须写在答卷的指定位置，写于其他位置无效．●选手营号写在答卷每页左边指定位置，不得写所属地区，学校名称和姓名，否则按废卷论。●使用黑色墨水钢笔或圆珠笔答题，不得使用铅笔包括作图。使用提供的草稿纸．不得携带任何其他纸张进入考场。●允许使用非编程计算器及直尺，橡皮、涂改液等文具，不得将文具盒以及手机、小灵通、BP机等通讯工具带入考场，一经发现将严肃处理。原予量：H1008B1081C201N1401O1600
第1题14分钛及其合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。我国四川省有大型钒钛磁铁矿。从由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛海绵钛的主要工艺过程如下：
碳
生铁高钛渣
焦炭氯气
镁
钛铁矿
还原熔炼
氯化、精制
TiCl4
还原
海面钛
l1
钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度1500K，用碳还原出铁，而钛则进
入炉渣浮于熔融铁之上，使钛与铁分离，钛被富集。已知：
FeTiO3CFeTiO3FeTiO3
TiOFeCO4CTiCFe3CO3CTiFe3CO
2
①②③
rGmrGmrGm
Jmol
1
1Jmol750000500T1Jmol913800519T
190900161T
通过计算判断在电炉熔炼中主要发生以上哪个反应
3分
f1213
写出在10731273K下氯化反应的化学方程式。
1分
氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去，为什么实际生产中常
在409K下用Cu还原VOCl3，反应物的摩尔比为1：l，生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物，写出还原反应方程式。1415精制后的TiCl4用金属镁还原可得海绵钛，写出化学反应方程式。2分1分
菱镁矿主要成分为MgCO3煅烧分解后与焦炭混合在氯化器中加热到1373K，通入氯
气生成MgCl2。在1023K电解熔融MgCl2得到金属镁。1写出用菱镁矿煅烧及氯化制取MgCl2的化学反应方程式。2写出电解熔融MgCl2的电极反应式和电解反应式。3已知1023KMgCl2l的标准摩尔生成焓ΔfHm为59632kJmol
11
2分2分MgCl2l、Mgl、Cl2g
的标准摩尔熵Sm分别为23102、7730、26820kJmol。计算MgCl2的理论分解电压。3分第2题14分自然界r