Question

鈉米材料二氧化鈦（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(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式是______．
IV在實(shí)驗(yàn)室完成，應(yīng)將TiO₂?xH₂O放在______（填儀器編號(hào)）中加熱．

（2）據(jù)報(bào)道：“生態(tài)馬路”是在鋪設(shè)時(shí)加入一定量的TiO₂，TiO₂受太陽(yáng)光照射后，產(chǎn)生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H₂O，其過程大致如下：
a．O₂→2O　　 b．2O+H₂O→2OH（羥基）　 c．OH+OH→H₂O₂
①b中破壞的是______（填“極性共價(jià)鍵”或“非極性共價(jià)鍵”）．
②H₂O₂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”）．
（3）某研究小組用下列裝置模擬“生態(tài)馬路”部分原理．（夾持裝置已略去）
①如緩?fù)ㄈ?2.4L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO氣體，結(jié)果NaOH溶液增重11g，則CO的轉(zhuǎn)化率為______．
②當(dāng)CO氣體全部通入后，還要通一會(huì)兒空氣，其目的是______．

Answer 1

解：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點(diǎn)、沸點(diǎn)可知，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是液態(tài)；分離沸點(diǎn)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(yīng)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O TiO₂?xH₂O↓+4HCl，
Ⅳ為燒杯與蒸發(fā)皿通常進(jìn)行液態(tài)加熱，高溫分解固體物質(zhì)常在坩堝中進(jìn)行，
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O TiO₂?xH₂O↓+4HCl；b；
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂，O-H鍵屬于極性共價(jià)鍵，故答案為：極性共價(jià)鍵；
②C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(huì)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，
故答案為：將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差．
分析：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點(diǎn)、沸點(diǎn)判斷TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)；分離沸點(diǎn)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．
Ⅳ、高溫分解固體物質(zhì)常在坩堝中進(jìn)行．
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂．非金屬元素之間一般形成極性鍵．
②C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)氧化性．
（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==0.25mol；依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；
②裝置中有殘留的二氧化碳?xì)怏w，通一會(huì)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(cè)定誤差．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理裝置的理解等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識(shí)解決問題的能力．