Question

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是：
Ⅰ．将干燥后的金红石（主要成分TiO₂，主要杂质SiO₂）与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl₂，制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄．
Ⅱ．将混有SiCl₄杂质的TiCl₄分离，得到纯净的TiCl₄．
Ⅲ．在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O．
Ⅳ．TiO₂?xH₂O高温分解得到Ti0₂．
①TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是

 

．Ⅱ中所采取的操作名称

 

．
②如实验Ⅳ中，应将TiO₂．xH₂O放在

 

 （填仪器编号）中加热．

资料卡片
物质	熔点	沸点
SiCl4	-70℃	57.6℃
TiCl4	-25℃	136.5℃

（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，其过程大致如下：
a．O₂→2O          b．O+H₂O→2OH（羟基）    c．OH+OH→H₂O₂
①b中破坏的是

 

（填“极性共价键”或“非极性共价键”）．
②H₂O₂能清除路面空气中的C_xH_y等，其主要是利用了H₂O₂的

 

（填“氧化性”或“还原性”）．
（3）过氧化氢是重要的化学试剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等．某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量．
请填写下列空白：
①取10.00mL密度为Pg/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL．取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样．
用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在空格里．

 

MnO

- 4

+

 

H₂O₂+

 

H⁺═

 

Mn²⁺+

 

H₂O+

 

 

②滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入

 

 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中．滴定到达终点的现象是

 

③重复滴定三次，平均耗用C mol/L KMnO₄标准溶液 V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为

 

④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果

 

 （填“偏高”或“偏低”或“不变”）．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,氧化还原反应方程式的配平,中和滴定

专题：实验设计题

分析：（1）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．
Ⅳ、高温分解固体物质常在坩埚中进行．
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H键断裂．非金属元素之间一般形成极性键．
②C_xH_y、CO等具有还原性，H₂O₂具有强氧化性．
（3）①残缺方程式配平首先依据原子守恒确定缺什么，根据电子转移守恒，配平化学方程式；
②酸式滴定管可以量取具有强氧化性的溶液，高锰酸钾具有颜色，锰离子无色；
③根据化学方程式计算消耗过氧化氢的量然后计算质量分数；
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则有一部分溶液占据了气泡的体积．

解答： 解：（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，
Ⅳ为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：b；
（2）①由2O+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；
②C_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；
（3）①方程式中，高锰酸钾有强氧化性，能将双氧水氧化为氧气，先确定缺的是O₂，锰元素化合价降低了5价，生成1mol氧气时，氧元素化合价升高2价，根据电子转移守恒，配平化学方程式高锰酸根前面的系数为2，双氧水前面的系数为5，根据原子守恒来配平其他物质前面的系数；
答案为：2、5、6、2、8、50₂；
②由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管，滴定到达终点的现象是：滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色；
故答案为：酸式；滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色；
③根据化学方程式可以得到关系式：2MnO₄^-～5H₂O₂，耗用c mol/L KMnO₄标准溶液V mL，即cV×10^-3mol的高锰酸钾时，所用双氧水的物质的量：2.5cV×10^-3mol，则原过氧化氢的质量为：0.025cVmol×34g/mol=0.85cV，过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为：

0.85cV

10.00ml×pg/ml

×100%=

17cV

200ρ

×100%；
故答案为：

17cV

200ρ

×100%；
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高；
故答案为：偏高；

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．