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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.(1)工业上二氧化钛的制备方法是:Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氧化
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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.
(1)工业上二氧化钛的制备方法是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氧化炉中,在高温下通入Cl2反应,制得混有SiCl4杂质的TiCl4.
Ⅱ.将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4.
Ⅲ.向TiCl4中加水,加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O.
Ⅳ.将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2.
①据资料卡片中信息判断,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是___;分离二者所采取的操作名称是___.
②Ⅲ中反应的化学方程式是___.
③如在实验室中完成步骤IV,应将TiO2•xH2O放在___(填字母序号图 1)中加热.
(2)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CxHy、CO等,其主要是利用了H2O2的___(填“氧化性”或“还原性”).
(3)图2是某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理(夹持装置已略去).
①缓慢通入22.4L(已折算成标准状况)CO气体和足量空气,最终测得NaOH溶液增重11g,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___.
(1)工业上二氧化钛的制备方法是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氧化炉中,在高温下通入Cl2反应,制得混有SiCl4杂质的TiCl4.
Ⅱ.将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4.
Ⅲ.向TiCl4中加水,加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O.
Ⅳ.将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2.
资料卡片 | ||
物质 | 熔点 | 沸点 |
SiCl4 | -70℃ | 57.6℃ |
TiCl4 | -25℃ | 136.5℃ |
②Ⅲ中反应的化学方程式是___.
③如在实验室中完成步骤IV,应将TiO2•xH2O放在___(填字母序号图 1)中加热.
(2)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CxHy、CO等,其主要是利用了H2O2的___(填“氧化性”或“还原性”).
(3)图2是某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理(夹持装置已略去).
①缓慢通入22.4L(已折算成标准状况)CO气体和足量空气,最终测得NaOH溶液增重11g,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___.
▼优质解答
答案和解析
工业上二氧化钛的制备方法是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氧化炉中,在高温下通入Cl2反应,发生反应生成氯化钛、CO,因为金红石中含有二氧化硅,所以制得混有SiCl4杂质的TiCl4;
Ⅱ.四氯化钛和四氯化硅熔沸点差别较小,可以采用蒸馏方法将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4;
Ⅲ.向TiCl4中加水,加热,四氯化钛水解得到沉淀TiO2•xH2O,同时生成HCl;
Ⅳ.将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2和水;
①熔沸点差别较小的物质采用蒸馏方法分离,根据表中数据知,二者在常温下都是液态,且二者熔沸点差别较小,可以采用蒸馏方法分离,故答案为:液态;蒸馏;
②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)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl;
③Ⅳ为高温分解固体物质,通常在坩埚中进行,故选b;
(2)①CxHy、CO等具有还原性,H2O2具有强氧化性,所以双氧水体现氧化性,故答案为:氧化性;
②双氧水具有强氧化性,能够将一氧化碳氧化成二氧化碳,据此写出反应的化学方程式;
(3)①NaOH溶液增重11g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:
=0.25mol,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:n(CO)=n(CO2)=0.25mol,气体中n(CO)=
=1mol,CO的转化率=
×100%=25%,
故答案为:25%;
②装置中有残留的CO2气体,通一会空气,将残留在装置中的CO2气体排出,以便被NaOH溶液吸收,从而减小误差,
故答案为:将生成的CO2气体全部排出被NaOH溶液完全吸收,使实验结果更加精确.
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氧化炉中,在高温下通入Cl2反应,发生反应生成氯化钛、CO,因为金红石中含有二氧化硅,所以制得混有SiCl4杂质的TiCl4;
Ⅱ.四氯化钛和四氯化硅熔沸点差别较小,可以采用蒸馏方法将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4;
Ⅲ.向TiCl4中加水,加热,四氯化钛水解得到沉淀TiO2•xH2O,同时生成HCl;
Ⅳ.将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2和水;
①熔沸点差别较小的物质采用蒸馏方法分离,根据表中数据知,二者在常温下都是液态,且二者熔沸点差别较小,可以采用蒸馏方法分离,故答案为:液态;蒸馏;
②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)H2O
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③Ⅳ为高温分解固体物质,通常在坩埚中进行,故选b;
(2)①CxHy、CO等具有还原性,H2O2具有强氧化性,所以双氧水体现氧化性,故答案为:氧化性;
②双氧水具有强氧化性,能够将一氧化碳氧化成二氧化碳,据此写出反应的化学方程式;
(3)①NaOH溶液增重11g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:
11g |
44g/mol |
22.4L |
22.4L/mol |
0.25mol |
1mol |
故答案为:25%;
②装置中有残留的CO2气体,通一会空气,将残留在装置中的CO2气体排出,以便被NaOH溶液吸收,从而减小误差,
故答案为:将生成的CO2气体全部排出被NaOH溶液完全吸收,使实验结果更加精确.
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