Question

納米材料二氧化鈦(TiO₂)可做優良的催化劑。

 

資料卡片
物質	熔點/℃	沸點/℃
SiCl4	－70	57.6
TiCl4	－25	136.5

Ⅰ. 工業上二氧化鈦的制備方法：

① 將干燥后的金紅石(主要成分為TiO₂，主要雜質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雜質的TiCl₄。

② 將SiCl₄分離，得到純凈的TiCl₄。

③ 在TiCl₄中加水、加熱，水解得到沉淀TiO₂·xH₂O。

④ TiO₂·xH₂O高溫分解得到TiO₂。

(1) 根據資料卡片中信息判斷，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態是____________，分離二者所采取的操作名稱是________________。

(2) ③中反應的化學方程式是________________________________________________。

(3) 若④在實驗室完成，應將TiO₂·xH₂O放在________________(填儀器名稱)中加熱。

Ⅱ. 據報道：能“吃廢氣”的“生態馬路”是在鋪設時加入一定量的TiO₂，TiO₂受太陽光照射后，產生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H₂O₂，其過程大致如下：

a. O₂―→2O　　　b. O＋H₂O―→2OH　　　c. OH＋OH―→H₂O₂

(4) b中破壞的是______________(填“極性共價鍵”或“非極性共價鍵”)。

(5) H₂O₂能清除路面空氣中的C_xH_y、CO等，主要是利用了H₂O₂的____________(填“氧化性”或“還原性”)。

Ⅲ. 某研究性學習小組用下列裝置模擬“生態馬路”清除CO的原理。(夾持裝置已略去)

(6) 若緩慢通入22.4L(已折算成標準狀況)CO氣體，結果NaOH溶液增重16.5g，則CO的轉化率為____________。

(7) 當CO氣體全部通入后，還要通一會兒空氣，其目的是　。

 

Answer 1

【答案】

(1) 液態　蒸餾(各1分)

(2) TiCl₄＋(x＋2)H₂O△,TiO₂·xH₂O↓＋4HCl(2分)

(3) 坩堝(2分)

(4) 極性共價鍵(1分)

(5) 氧化性(1分)

(6) 37.5%(2分)

(7) 將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差(2分)

【解析】略