Question

納米材料二氧化鈦（TiO₂）具有很高的化學(xué)活性，可做性能優(yōu)良的催化劑．
（1）工業(yè)上二氧化鈦的制備是：
Ⅰ．將干燥后的金紅石（主要成分TiO₂，主要雜質(zhì)SiO₂）與碳粉混合裝入氯化爐中，在高溫下通入Cl₂，制得混有SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄．
Ⅱ．將混有SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄分離，得到純凈的TiCl₄．
Ⅲ．在TiCl₄中加水、加熱，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O．
Ⅳ．TiO₂?xH₂O高溫分解得到Ti0₂．
①TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是

 

．Ⅱ中所采取的操作名稱

 

．
②如實驗Ⅳ中，應(yīng)將TiO₂．xH₂O放在

 

 （填儀器編號）中加熱．

資料卡片
物質(zhì)	熔點	沸點
SiCl4	-70℃	57.6℃
TiCl4	-25℃	136.5℃

（2）據(jù)報道：“生態(tài)馬路”是在鋪設(shè)時加入一定量的TiO₂，TiO₂受太陽光照射后，產(chǎn)生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H₂O₂，其過程大致如下：
a．O₂→2O          b．O+H₂O→2OH（羥基）    c．OH+OH→H₂O₂
①b中破壞的是

 

（填“極性共價鍵”或“非極性共價鍵”）．
②H₂O₂能清除路面空氣中的C_xH_y等，其主要是利用了H₂O₂的

 

（填“氧化性”或“還原性”）．
（3）過氧化氫是重要的化學(xué)試劑，它的水溶液又稱為雙氧水，常用作消毒、殺菌、漂白等．某化學(xué)興趣小組取一定量的過氧化氫溶液，準(zhǔn)確測定了過氧化氫的含量．
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①取10.00mL密度為Pg/mL的過氧化氫溶液稀釋至250mL．取稀釋后的過氧化氫溶液25.00mL至錐形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸餾水稀釋，作被測試樣．
用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測試樣，其反應(yīng)的離子方程式如下，請將相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)配平及化學(xué)式填寫在空格里．

 

MnO

- 4

+

 

H₂O₂+

 

H⁺═

 

Mn²⁺+

 

H₂O+

 

 

②滴定時，將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入

 

 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中．滴定到達(dá)終點的現(xiàn)象是

 

③重復(fù)滴定三次，平均耗用C mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液 V mL，則原過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結(jié)果

 

 （填“偏高”或“偏低”或“不變”）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,中和滴定

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點、沸點判斷TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)；分離沸點相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法．
②由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O與HCl．
Ⅳ、高溫分解固體物質(zhì)常在坩堝中進(jìn)行．
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂．非金屬元素之間一般形成極性鍵．
②C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)氧化性．
（3）①殘缺方程式配平首先依據(jù)原子守恒確定缺什么，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，配平化學(xué)方程式；
②酸式滴定管可以量取具有強(qiáng)氧化性的溶液，高錳酸鉀具有顏色，錳離子無色；
③根據(jù)化學(xué)方程式計算消耗過氧化氫的量然后計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體積．

解答： 解：（1）①根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點、沸點可知，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是液態(tài)；分離沸點相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法，
故答案為：液態(tài)；蒸餾；
②由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂?xH₂O與HCl，反應(yīng)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O

△   .

TiO₂?xH₂O↓+4HCl，
Ⅳ為燒杯與蒸發(fā)皿通常進(jìn)行液態(tài)加熱，高溫分解固體物質(zhì)常在坩堝中進(jìn)行，
故答案為：b；
（2）①由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂，O-H鍵屬于極性共價鍵；
故答案為：極性共價鍵；
②C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)氧化性，H₂O₂能氧化C_xH_y、CO等，清除路面空氣中的C_xH_y、CO等；
故答案為：氧化性；
（3）①方程式中，高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能將雙氧水氧化為氧氣，先確定缺的是O₂，錳元素化合價降低了5價，生成1mol氧氣時，氧元素化合價升高2價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，配平化學(xué)方程式高錳酸根前面的系數(shù)為2，雙氧水前面的系數(shù)為5，根據(jù)原子守恒來配平其他物質(zhì)前面的系數(shù)；
答案為：2、5、6、2、8、50₂；
②由于高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液具有強(qiáng)氧化性，所以只能使用酸式滴定管，滴定到達(dá)終點的現(xiàn)象是：滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內(nèi)不褪色；
故答案為：酸式；滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內(nèi)不褪色；
③根據(jù)化學(xué)方程式可以得到關(guān)系式：2MnO₄^-～5H₂O₂，耗用c mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，即cV×10^-3mol的高錳酸鉀時，所用雙氧水的物質(zhì)的量：2.5cV×10^-3mol，則原過氧化氫的質(zhì)量為：0.025cVmol×34g/mol=0.85cV，過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.85cV

10.00ml×pg/ml

×100%=

17cV

200ρ

×100%；
故答案為：

17cV

200ρ

×100%；
④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體積，并沒有滴入錐形瓶，則測定結(jié)果偏高；
故答案為：偏高；

點評：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、對實驗原理裝置的理解等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實的實驗基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識解決問題的能力．