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。如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1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n[CO(NH2)2]:n[TiO(OH)2]

①

90

1

2:1

②

90

2

3:1

③

90

1

④

110

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__。

(5)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】 取少量最后一次的洗涤液于试管中,先加入盐酸,再加氯化钡溶液,如无白色浑浊出现,则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二氧化钛产率的影响 3:1 1mol·L-1

【解析】

TiOSO4易发生水解生成TiO2,控制钛液中TiO2+浓度,TiO2+与氨水或去离子水混合打浆,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,过滤,陈化一段时间后,滤饼与去离子水混合打浆,多次漂洗然后取出烘干,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:;

(2)该沉淀表面附着有,判断沉淀是否洗涤干净可根据洗涤液中是否含有,其实验操作和现象为:取少量最后一次的洗涤液于试管中,先加入盐酸,再加氯化钡溶液,如无白色浑浊出现,则表明沉淀已经洗涤干净;

(3)该滤液中含有一定量的(NH4)2SO4,因此可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤进行回收;

(4)实验②和④对应的反应温度不同,因此实验目的是:探究不同反应温度对制备二氧化钛产率的影响;实验③和①对应反应温度、反应时间均相同,因此实验目的是探究反应物物质的量配比对制备纳米二氧化钛产率的影响,故实验③中反应物物质的量配比为3:1;

(5)纳米二氧化钛粒径为10~50nm,由图可知,随TiO2+浓度增大,TiO2粒径逐渐增大,TiO2的产率逐渐增大,当TiO2+浓度为1mol/L时,TiO2粒径为50nm,故最合适的TiO2+浓度为1mol/L。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网