Question

鈉米材料二氧化鈦（TiO₂）具有很高的化學活性，可做性能優(yōu)良的催化劑．

資料卡片
物質(zhì)	熔點	沸點
SiCl4	-70℃	57.6℃
TiCl4	-25℃	136℃

（1）工業(yè)上二氧化鈦的制備是：
Ⅰ．將干燥后的金紅石（主要成分TiO₂，主要雜質(zhì)SiO₂）與碳粉混合裝入氯化爐中，在高溫下通入Cl₂反應制得混有SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄；
Ⅱ．將SiCl₄分離，得到純凈的TiCl₄；
Ⅲ．在TiCl₄中加水、加熱，水解得到沉淀TiO₂?XH₂O；
Ⅳ．TiO₂?XH₂O高溫分解得到TiO₂．
①TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是

 

，Ⅱ中所采取的操作名稱是

 

；
②Ⅲ中反應的化學方程式是

 

；
③如Ⅳ在實驗室完成，應將TiO₂?XH₂O放在

 

（填圖1儀器編號）中加熱；

（2）據(jù)報道：“生態(tài)馬路”是在鋪設時加入一定量的TiO₂，TiO₂受太陽光照射后，產(chǎn)生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H₂O₂．H₂O₂能清除路面空氣中的C_xH_y、CO等，其主要是利用了H₂O₂的

 

（填“氧化性”或“還原性”）．寫出H₂O₂清除路面空氣中CO的化學方程式

 

．
（3）某研究小組用圖2裝置模擬“生態(tài)馬路”部分原理．（夾持裝置已略去）
①緩慢通入22.4L（已折算成標準狀況）CO氣體，結(jié)果NaOH溶液增重11g，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

；
②當CO氣體全部通入后，還要通一會兒空氣，其目的是

 

；
③該裝置的一個明顯的缺陷是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點、沸點判斷TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)；分離沸點相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法；
②由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O與HCl；
③Ⅳ為高溫分解固體物質(zhì)，通常在坩堝中進行；
（2）①C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強氧化性；
②雙氧水具有強氧化性，能夠?qū)⒁谎趸�碳氧化成二氧化碳，�?jù)此寫出反應的化學方程式；
（3）①NaOH溶液增重11g為吸收的CO₂質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知，轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量等于CO₂的物質(zhì)的量為：

11g

44g/mol

=0.25mol，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計算得到；
②裝置中有殘留的二氧化碳氣體，通一會空氣的目的是趕凈裝置中 的二氧化碳被氫氧化鈉吸收，減少測定誤差；
③CO為有毒氣體，直接排放到空氣中會污染空氣，需要使用尾氣吸收裝置．

解答： 解：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點、沸點可知，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是液態(tài)；分離沸點相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法，
故答案為：液態(tài)；蒸餾；
②由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O與HCl，反應方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O 

△   .

TiO₂?xH₂O↓+4HCl，
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O 

△   .

TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
③Ⅳ為燒杯與蒸發(fā)皿通常進行液態(tài)加熱，高溫分解固體物質(zhì)常在坩堝中進行，所以B正確，
故答案為：B；
（2）C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強氧化性，H₂O₂能氧化C_xH_y、CO等，清除路面空氣中的C_xH_y、CO等，
雙氧水與一氧化碳反應生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為：H₂O₂+CO

催化劑  .

CO₂+H₂O，
故答案為：氧化性；H₂O₂+CO

催化劑  .

CO₂+H₂O；
（3）①22.4L（已折算成標準狀況）CO氣體的物質(zhì)的量為：n（CO）=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，
NaOH溶液增重11g為吸收的CO₂質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知，轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量等于CO₂的物質(zhì)的量為：n（CO）=n（CO₂）=

11g

44g/mol

=0.25mol，
所以CO的轉(zhuǎn)化率為：

0.25mol

1mol

×100%=25%，
故答案為：25%；
②裝置中有殘留的CO₂氣體，通一會空氣，將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，以便被NaOH溶液吸收，從而減小誤差，
故答案為：將生成的CO₂氣體全部排出被NaOH溶液完全吸收，使實驗結(jié)果更加精確；
③一氧化碳是一種有毒氣體，反應后剩余的CO氣體不能直接排放到空氣中，所以該裝置的一個明顯的缺陷是：缺少尾氣吸收裝置，
故答案為：缺少尾氣處理裝置．

點評：本題考查學生閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、對實驗原理裝置的理解等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息、基礎知識解決問題的能力．