题目内容
纳米材料二氧化钛（TiO2）可做优良的催化剂．
Ⅰ．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放在图1中 （填仪器名称）中加热．
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）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图2装置模拟“生态马路”清除CO的原理．（夹持装置已略去）
（5）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
（6）当CO气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是 ．
| 资料卡片 | ||
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
| SiCl4 | -70 | 57.6 |
| TiCl4 | -25 | 136.5 |
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
（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放在图1中
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）H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，主要是利用了H2O2的
Ⅲ．某研究性学习小组用图2装置模拟“生态马路”清除CO的原理．（夹持装置已略去）
（5）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
（6）当CO气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是
考点：性质实验方案的设计,常见的生活环境的污染及治理
专题：
分析：Ⅰ．（1）根据资料卡片中的TiCl4与SiCl4熔点、沸点判断TiCl4与SiCl4在常温下的状态；分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法；
（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；
（3）高温分解固体物质常在坩埚中进行；
Ⅱ．（4）CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性；
III．（5）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=
=0.375mol；依据转化率概念计算得到；
（6）装置中有残留的二氧化碳气体，通一会空气的目的是赶净装置中 的二氧化碳被氢氧化钠吸收，减少测定误差．
（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；
（3）高温分解固体物质常在坩埚中进行；
Ⅱ．（4）CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性；
III．（5）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 |
（6）装置中有残留的二氧化碳气体，通一会空气的目的是赶净装置中 的二氧化碳被氢氧化钠吸收，减少测定误差．
解答：
解：I．（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；
II．（4）CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性，H2O2能氧化CxHy、CO等，清除路面空气中的CxHy、CO等，故答案为：氧化性；
III．（5）①22.4L（已折算成标准状况）CO气体的物质的量为
=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=
=0.375mol；
所以CO的转化率为
×100%=37.5%，
故答案为：37.5%；
（6）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．
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
| ||
故答案为：TiCl4+（x+2）H2O
| ||
（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；
II．（4）CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性，H2O2能氧化CxHy、CO等，清除路面空气中的CxHy、CO等，故答案为：氧化性；
III．（5）①22.4L（已折算成标准状况）CO气体的物质的量为
| 22.4L |
| 22.4L/mol |
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 |
所以CO的转化率为
| 0.375mol |
| 1mol |
故答案为：37.5%；
（6）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．
点评：本题考查学生阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作、对实验原理装置的理解等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力．
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