9.納米TiO2作為一種光催化劑越來越受到人們的關(guān)注,現(xiàn)正廣泛開發(fā)運(yùn)用.
(1)制取納米TiO2的方法很多,氫氧火焰水解法是將TiCl4氣體導(dǎo)入氫氧火焰中(700~1000℃)進(jìn)行水解,其化學(xué)反應(yīng)式為:TiCl4+2H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiO2+4HCl.
(2)納米二氧化鈦可光解揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs),若無水蒸氣存在,三氯乙烯降解反應(yīng)為:C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2,若有足夠量的降解后的尾氣,實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)產(chǎn)物中有氯氣的簡單方法是:用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗(yàn);通過質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物,其中之一為:,則該有機(jī)物核磁共振氫譜有3個峰.
(3)利用半導(dǎo)材料TiO2與染料、鉑電極及I${\;}_{3}^{-}$和I-的混合物作電解質(zhì)(I2+I-?I${\;}_{3}^{-}$),可構(gòu)成染料敏化太陽能電池(DSSCs)工作原理如圖1,該電池工作時,正極的電極反應(yīng)為:I3-+2e-=3I-
(4)在不同的載體(鈦片、鋁片、陶瓷)表面制備二氧化鈦薄膜,來考察不同載體TiO2薄膜光催化使甲基橙脫色,每次光照20min取一次樣,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2.

下列說法正確的是bd.
(a)不同載體,無論何種溫度一定是鈦片最好
(b)約在520℃時,鈦片載體的光催化活性最好
(c)無論何種載體,催化活性總是隨溫度的升高而升高
(d)不同負(fù)載TiO2薄膜的光催化活性不同.

分析 (1)TiCl4水解生成二氧化鈦和氯化氫;
(2)氯氣具有強(qiáng)氧化性,可與KI反應(yīng)生成碘單質(zhì),淀粉遇碘變藍(lán)色;分子中有幾種氫,核磁共振氫譜有幾種峰;
(3)由圖電子的移動方向可知,半導(dǎo)材料TiO2與染料為原電池的負(fù)極,鉑電極為原電池的正極,電解質(zhì)為I3-和I-的混合物,I3-在正極上得電子被還原;
(4)根據(jù)圖中脫色率與溫度關(guān)系解題.

解答 解:(1)高溫條件下,TiCl4水解生成二氧化鈦和氯化氫,化學(xué)反應(yīng)式為TiCl4+2H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiO2+4HCl,
故答案為:TiCl4+2H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiO2+4HCl;
(2)氯氣具有強(qiáng)氧化性,可與KI反應(yīng)生成碘單質(zhì),淀粉遇碘變藍(lán)色,所以可將濕潤的淀粉KI試紙置于集氣瓶口,證明有氯氣;分子中有3種氫,核磁共振氫譜有3個峰,
故答案為:用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗(yàn);3;
(3)由圖電子的移動方向可知,半導(dǎo)材料TiO2與染料為原電池的負(fù)極,鉑電極為原電池的正極,電解質(zhì)為I3-和I-的混合物,I3-在正極上得電子被還原,正極反應(yīng)為I3-+2e-=3I-,
故答案為:I3-+2e-=3I-;
(4)a.由圖知,500度以下鈦片最差,故a錯誤;
b.由圖知,在520℃時,脫色率最高,鈦片載體的光催化活性最好,故b正確;
c.520℃后鈦片催化活性隨溫度的升高而較低,故c錯誤;
d.由圖知,相同溫度時,不同的載體(鈦片、鋁片、陶瓷),TiO2薄膜的光催化活性不同,故d正確.
故答案為:bd.

點(diǎn)評 本題考查原電池的工作原理、物質(zhì)的檢驗(yàn)、元素化合物的性質(zhì)等,題目難度不大,本題注意把握電極反應(yīng)式的書寫,圖中電子的移動方向是解答的關(guān)鍵,側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力.

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