题目内容
【题目】纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。下图是以硫酸氧钛为原料制备纳米二氧化钛的工艺流程图：
回答下列问题：
（1）反应I中发生两个反应，其一是尿素[CO(NH2)2]与H2O反应生成CO2和NH3·H2O，则另一反应的离子方程式为____。
（2）判断TiO(OH)2沉淀是否洗净的实验操作和现象是：____。
（3）为了减少制备过程中的“三废”排放，将上述流程中的“滤液”经过____、____、_____（填基本操作）即可回收________（填化学式）。
（4）为研究反应温度、反应时间、反应物物质的量配比等因素对制备纳米二氧化钛产率的影响。设计如下实验：
实验编号 | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 反应物物质的量配比 |
① | 90 | 1 | 2:1 |
② | 90 | 2 | 3:1 |
③ | 90 | 1 | |
④ | 100 | 2 | 3:1 |
实验②和④的实验目的是___，实验③中反应物物质的量配比为___。反应I中TiO2+浓度对TiO2的产率和粒径的影响如图：
结合图中信息，你认为为达到工艺目的，最合适的TiO2+浓度为_______。
【答案】TiO2++2NH3·H2O= TiO(OH)2↓+2NH4+ 取少量最后一次的洗涤液于试管中，加入盐酸进行酸化，再加入氯化钡溶液，如无白色浑浊出现，表明沉淀已经洗涤干净 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 (NH4)2SO4 探究不同反应温度对制备TiO2产率的影响 3:1 1mol/L
【解析】
根据题中信息可知，以TiOSO4为原料，以尿素为沉淀剂制备纳米TiO2的反应原理为：
CO(NH2)2+3H2O=2NH3·H2O+CO2↑
TiOSO4+2NH3·H2O=TiO(OH)2↓+(NH4)2SO4
TiO(OH)2= TiO2+H2O
结合TiOSO4的性质和题中所给流程图进行分析，TiOSO4易发生水解生成TiO2，控制钛液中TiO2+的浓度，TiO2+与氨水混合，调节pH，生成白色TiO(OH)2沉淀，待TiO(OH)2沉淀完全后过滤，并用去离子水多次洗涤至沉淀中不再检出SO42-，过滤，陈化一段时间后，将沉淀多次漂洗后真空烘干，在不同温度下煅烧，经研磨和气流粉碎制备出纳米TiO2，据此解答。
（1）TiOSO4易发生水解生成TiO2，由题可知，悬浊液中含有TiO(OH)2，因此另一反应的离子方程式为：TiO2++2NH3·H2O= TiO(OH)2↓+2NH4+；答案为：TiO2++2NH3·H2O= TiO(OH)2↓+2NH4+；
（2）该沉淀表面附着有SO42-，判断沉淀是否洗涤干净，可根据洗涤液中是否含有SO42-来进行判断。实验操作和现象为：取少量最后一次的洗涤液于试管中，加入盐酸进行酸化，再加入氯化钡溶液，如无白色浑浊出现，表明沉淀已经洗涤干净；答案为：取少量最后一次的洗涤液于试管中，加入盐酸进行酸化，再加入氯化钡溶液，如无白色浑浊出现，表明沉淀已经洗涤干净；
（3）滤液中含有一定量的(NH4)2SO4，可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤进行回收，答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；(NH4)2SO4；
（4）对比表中数据，可知实验②和④的反应物物质的量配比和反应时间相同，反应温度不同，二者为对照实验，实验目的为：探究不同反应温度对制备TiO2产率的影响；实验③和实验①为对照实验，则实验③和实验①的反应物物质的量配比应不同，实验③的反应物物质的量配比应为3:1，因此实验目的为探究反应物物质的量配比对制备纳米TiO2产率的影响；由题给信息可知，纳米二氧化钛粒径为10～50nm，分析题中粒径和TiO2+浓度关系图，TiO2+浓度增大，二氧化钛粒径也逐渐增大，当TiO2+浓度为1mol/L时，二氧化钛粒径为50nm，故最适合的TiO2+浓度为1mol/L。答案为：探究不同反应温度对制备TiO2产率的影响；3:1；1mol/L。
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【题目】实验小组同学探究稀H2SO4对溶液中的I—被O2 氧化的影响因素。
（1）为了探究c(H+)对反应速率的影响，进行实验：
10mL 1mol· L－1 KI溶液5滴淀粉溶液 | 序号 | 加入试剂 | 变色时间 |
Ⅰ | 10mL蒸馏水 | 长时间放置，未见明显变化 | |
Ⅱ | 10mL 0.1mol· L－1H2SO4溶液 | 放置3min后，溶液变蓝 | |
Ⅲ | 10mL 0.2mol· L－1H2SO4溶液 | 放置1min后，溶液变蓝 | |
Ⅳ | 10mL 0.1mol· L－1K2SO4溶液 | 长时间放置，未见明显变化 |
① 写出实验Ⅱ发生反应的离子方程式 ______。
② 实验Ⅰ~Ⅲ所得结论：_______。
③ 增大实验Ⅱ反应速率还可以采取的措施 ______。
④ 实验Ⅳ的作用是______。
（2）为探究c(H+)除了对反应速率影响外，是否还有其他影响，提出假设：
ⅰ. 增大c(H+)，增强O2的氧化性；
ⅱ. 增大c(H+)，_______。
小组同学利用下图装置设计实验方案，对假设进行验证。
| 序号 | 溶液a | 溶液b | 现象 |
Ⅴ | 10mL 1mol· L－1 KI溶液 10mL H2O | 10mL 0.1mol·L－1K2SO4溶液 10mLH2O | 指针未见偏转 | |
Ⅵ | 10mL 1mol· L－1 KI溶液 10mL H2O | 10mL 0.1mol·L－1K2SO4溶液 1mL 0.2mol·L－1H2SO4溶液 9mL H2O | 指针 偏转 | |
Ⅶ | X | 10mL 0.1mol·L－1K2SO4溶液 10mL 0.2mol·L－1H2SO4溶液 | Y | |
Ⅷ | Z | 10mL 0.1mol·L－1K2SO4溶液 10mLH2O | 指针未见偏转 |
通过实验证实假设ⅰ合理，将表中空白处的试剂或现象补充完整。
X __________；Y _________；Z __________。
【题目】白醋是常见的烹调酸味辅料，白醋总酸度测定方法如下。
i. 量取20.00 mL白醋样品，用100 mL容量瓶配制成待测液。
ii. 将滴定管洗净、润洗，装入溶液，赶出尖嘴处气泡，调整液面至0刻度线。
iii. 取20.00 mL待测液于洁净的锥形瓶中，加3滴酚酞溶液，用0.1000 mol· L－1的NaOH溶液滴定至终点，记录数据。
iv. 重复滴定实验3次并记录数据。
ⅴ.计算醋酸总酸度。
回答下列问题：
（1）实验i中量取20.00 mL白醋所用的仪器是______（填字母）。
|
|
|
|
a | b | c | D |
（2）若实验ii中碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗，会造成测定结果比准确值_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）实验iii中判断滴定终点的现象是_______。
（4）实验数据如下表，则该白醋的总酸度为_______mol· L－1。
待测液体积/mL | 标准NaOH溶液 | ||
滴定前读数/mL | 滴定终点读数/mL | ||
第1次 | 20.00 | 0 | 21.98 |
第2次 | 20.00 | 0 | 22.00 |
第3次 | 20.00 | 0 | 22.02 |
