纳米材料二氧化钛（TiO2）可做优良的催化剂．资料卡片物质熔点/℃沸点/℃SiCl4-7057.6TiCl4-25136.5Ⅰ．

Question

纳米材料二氧化钛（TiO2）可做优良的催化剂．资料卡片物质熔点/℃沸点/℃SiCl4-7057.6TiCl4-25136.5Ⅰ．工业上二氧化钛的制备方法：①将干燥后的金红石（主要成分为TiO2，主要杂质SiO2）与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4．②将SiCl4分离，得到纯净的TiCl4．③在TiCl4中加水、加热，水解得到沉淀TiO2?xH2O．④TiO2?xH2O高温分解得到TiO2．（1）根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______．（2）③中反应的化学方程式是______．（3）若④在实验室完成，应将TiO2?xH2O放在______（填仪器名称）中加热（图1）．Ⅱ．据报道：能“吃废气”的“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，其过程大致如下：a．O2-→2O　　　b．O+H2O-→2OH　　　c．OH+OH-→H2O2（4）b中破坏的是______（填“极性共价键”或“非极性共价键”）．（5）H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，主要是利用了H2O2的______（填“氧化性”或“还原性”）．Ⅲ．某研究性学习小组用下列装置模拟“生态马路”清除CO的原理（图2）．（夹持装置已略去）（6）若缓慢通入22.4L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重16.5g，则CO的转化率为______．（7）当CO气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是______．

Answer 1

（1）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．
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．
（3）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．
故答案为：坩埚．
（4）由O+H₂O→2OH，可知水中O-H键断裂，O-H键属于极性共价键．
故答案为：极性共价键．
（5）C_xH_y、CO等具有还原性，H₂O₂具有强氧化性，H₂O₂能氧化C_xH_y、CO等，清除路面空气中的C_xH_y、CO等．
故答案为：氧化性．
（6）22.4L（已折算成标准状况）CO气体的物质的量为

22.4L

22.4L/mol

=1mol，NaOH溶液增重16.5g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

16.5g

44g/mol

=

16.5

44

mol，所以CO的转化率为

16.5 44 mol

1mol

×100%=37.5%．
故答案为：37.5%．
（7）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NaOH溶液吸收，减小误差．
故答案为：将残留在装置中的CO₂气体排出，被NaOH溶液吸收，减小误差．