Question

納米材料二氧化鈦（TiO₂）具有很高的化學(xué)活性，可做性能優(yōu)良的催化劑。
（1）工業(yè)上二氧化鈦的制備方法是：
Ⅰ.將干燥后的金紅石（主要成分是TiO₂，主要雜質(zhì)是SiO₂）與碳粉混合放入氯化爐中，在高溫下通入Cl₂反應(yīng)，制得混有SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄。
Ⅱ.將SiCI₄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。

①根據(jù)資料卡片中信息判斷，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是      ，分離二者所采用的操作名稱是      。
②Ⅲ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是             。
③如Ⅳ在實驗室中完成，應(yīng)將TiO₂·xH₂O放在      （填字母）中加熱。

（2）據(jù)報道：“生態(tài)馬路”是在鋪設(shè)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CxHy、CO等，其主要是利用了H₂O₂的              （填“氧化性”或“還原性”）。
（3）某研究小組用下列裝置模擬“生態(tài)馬路”的部分原理。（夾持裝置已略去）

①如緩慢通入22.4 L（已折算成標準狀況）CO氣體，結(jié)果NaOH溶液增重11 g，則CO的轉(zhuǎn)化率為        。
②當(dāng)CO氣體全部通入后，還要按圖示通一段時間空氣，其目的是        。

Answer 1

（1）①液態(tài)（1分）；蒸餾（1分）
②TiCl₄+（x+2）H₂OTiO₂·xH₂O↓+4HCl（2分）③b（1分）
（2）氧化性（1分）
（3）①25％（2分）
②將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，使其被NaOH溶液吸收，以減小誤差（2分）

試題分析：（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，
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(yīng)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂OTiO₂·xH₂O↓+4HCl，Ⅳ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，
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂，O-H鍵屬于極性共價鍵，
②C_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，故答案為：氧化性；
（3）①22.4L（已折算成標準狀況）CO氣體的物質(zhì)的量為 =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=0.25mol；
所以CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%，故答案為：25%；
②裝置中有殘留的CO₂氣體，通一會兒空氣，將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差，