问题 问答题

钠米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂.

(1)工业上二氧化钛的制备是:

I.将干燥后的金红石(主要成分TiO2,主要杂质SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中,在高温下通入Cl2反应制得混有SiCl4杂质的TiCl4

II.将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4.   

III.在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O.

IV.TiO2•Xh2O高温分解得到TiO2

①TiCl4与SiCl4在常温下的状态是______.II中所采取的操作名称是______.

②III中反应的化学方程式是______.

IV在实验室完成,应将TiO2•xH2O放在______(填仪器编号)中加热.

(2)据报道:“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电子被空气或水中的氧获得,生成H2O,其过程大致如下:

a.O2→2O     b.2O+H2O→2OH(羟基)   c.OH+OH→H2O2

①b中破坏的是______(填“极性共价键”或“非极性共价键”).

②H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等,其主要是利用了H2O2的______(填“氧化性”或“还原性”).

(3)某研究小组用下列装置模拟“生态马路”部分原理.(夹持装置已略去)

①如缓通入22.4L(已折算成标准状况)CO气体,结果NaOH溶液增重11g,则CO的转化率为______.

②当CO气体全部通入后,还要通一会儿空气,其目的是______.

答案

(1)①根据资料卡片中的TiCl4与SiCl4熔点、沸点可知,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是液态;分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法,

故答案为:液态;蒸馏;

②由信息可知TiCl4与水在加热条件下,水解得到沉淀TiO2•xH2O与HCl,反应方程式为:TiCl4+(x+2)H2O

  △  
.
 
TiO2•xH2O↓+4HCl,

Ⅳ为烧杯与蒸发皿通常进行液态加热,高温分解固体物质常在坩埚中进行,

故答案为:TiCl4+(x+2)H2O

  △  
.
 
TiO2•xH2O↓+4HCl;b;

(2)①由2O+H2O→2OH,可知水中O-H键断裂,O-H键属于极性共价键,故答案为:极性共价键;

②CxHy、CO等具有还原性,H2O2具有强氧化性,H2O2能氧化CxHy、CO等,清除路面空气中的CxHy、CO等,故答案为:氧化性;

(3)①22.4L(已折算成标准状况)CO气体的物质的量为

22.4L
22.4L/mol
=1mol;

NaOH溶液增重11g为吸收的CO2质量,根据碳元素守恒可知,转化率的CO的物质的量等于CO2的物质的量为

11g
44g/mol
=0.25mol;

所以CO的转化率为

0.25mol
1mol
×100%=25%,故答案为:25%;

②装置中有残留的CO2气体,通一会儿空气,将残留在装置中的CO2气体排出,被NaOH溶液吸收,减小误差,

故答案为:将残留在装置中的CO2气体排出,被NaOH溶液吸收,减小误差.

单项选择题
单项选择题 案例分析题