Question

纳米材料二氧化钛(TiO₂)具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。工业上以金红石(主要成分是TiO₂，主要杂质是SiO₂)制取纳米级二氧化钛的流程如下：

资料卡片
物质	熔点	沸点
SiCl4	－70 ℃	57.6 ℃
TiCl4	－25 ℃	136.5 ℃

（1）写出氯化时生成TiCl₄的化学方程式________________________。

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ名称分别是______________、____________。

（3）写出TiCl₄水解的化学方程式________________。

（4）如在实验室中完成灼烧TiO₂·xH₂O放在________(填字母序号)中加热。

（5）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H₂O₂。H₂O₂能清除路面空气中的C_xH_y、CO等，其主要是利用了H₂O₂的________(填“氧化性”或“还原性”)。

（6）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理并测定CO的转化效率(夹持装置已略去)。

①B装置中的药品名称为________，若通入2.24 L(已折算成标准状况)CO气体和足量空气，最终测得装置C增重1.1 g，则CO的转化率为________。

②实验①中，当CO气体全部通入后，还要再通一会儿空气，其目的是____________。

Answer

（1）TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO

（2）蒸馏 过滤

（3）TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl （4）b （5）氧化性

（6）①浓硫酸 25% ②保证反应过程中生成的CO2全部被碱石灰吸收，减小实验误差

【解析】

试题分析：（1）根据工艺流程可知，氯化时TiO2和氯气、碳粉反应生成TiCl4和CO，化学反应方程式为TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO。

（2）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，则操作Ⅰ是蒸馏；分离浊液用过滤方法，则操作Ⅱ为过滤。

（3）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)H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl，

（4）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，答案选b。

（5）CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性，H2O2能氧化CxHy、CO等，则清除路面空气中的CxHy、CO等，主要是利用了H2O2的氧化性；

（6）①B装置的作用是干燥生成的CO2 ，所以B中的药品名称为浓硫酸；2.24L（已折算成标准状况）CO气体的物质的量为2.24÷22.4 =0.1mol；装置C增重1.1g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1.1÷44=0.025mol；所以CO的转化率为0.025÷0.1×100%=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，被碱石灰充分吸收，减小误差。

考点：考查TiO2制备的工艺流程，化学方程式的书写，化学实验基本操作，化学计算等知识。