Question

【題目】納米TiO2具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，在汽車工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前景。如圖是以硫酸氧鈦為原料制備納米二氧化鈦的工藝流程圖：

回答下列問題：

（1）反應(yīng)1中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，其一是尿素[CO(NH2)2]與H2O反應(yīng)生成CO2和NH3·H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為__。

（2）判斷TiO(OH)2沉淀是否洗凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是：__。

（3）為了減少制備過程中的“三廢”排放，將上述流程中的“濾液”經(jīng)過__、__、__（填基本操作）即可回收__(填化學(xué)式)。

（4）為研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物物質(zhì)的量配比等因素對制備納米二氧化鈦產(chǎn)率的影響，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)溫度/℃	反應(yīng)時(shí)間/h	反應(yīng)物物質(zhì)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

實(shí)驗(yàn)②和④的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>__，實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)物物質(zhì)的量配比為__。

（5）反應(yīng)Ⅰ中TiO2+濃度對TiO2的產(chǎn)率和粒徑的影響如圖。結(jié)合圖中信息，你認(rèn)為為達(dá)到工藝目的，最合適的TiO2+濃度為__。

Answer 1

【答案】 取少量最后一次的洗滌液于試管中，先加入鹽酸，再加氯化鋇溶液，如無白色渾濁出現(xiàn)，則表明沉淀已經(jīng)洗滌干凈 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾 (NH4)2SO4 探究不同反應(yīng)溫度對制備二氧化鈦產(chǎn)率的影響 3：1 1mol·L-1

【解析】

TiOSO4易發(fā)生水解生成TiO2，控制鈦液中TiO2+濃度，TiO2+與氨水或去離子水混合打漿，調(diào)節(jié)pH，生成白色TiO(OH)2沉淀，待TiO(OH)2沉淀完全后過濾，并用去離子水多次洗滌至沉淀中不再檢出，過濾，陳化一段時(shí)間后，濾餅與去離子水混合打漿，多次漂洗然后取出烘干，在不同溫度下煅燒，經(jīng)研磨和氣流粉碎制備出納米TiO2，據(jù)此解答。

（1）TiOSO4易發(fā)生水解生成TiO2，由題可知，懸濁液中含有TiO(OH)2，因此另一反應(yīng)的離子方程式為：；

（2）該沉淀表面附著有，判斷沉淀是否洗滌干凈可根據(jù)洗滌液中是否含有，其實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象為：取少量最后一次的洗滌液于試管中，先加入鹽酸，再加氯化鋇溶液，如無白色渾濁出現(xiàn)，則表明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；

（3）該濾液中含有一定量的(NH4)2SO4，因此可通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾進(jìn)行回收；

（4）實(shí)驗(yàn)②和④對應(yīng)的反應(yīng)溫度不同，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵禾骄坎煌�反�?yīng)溫度對制備二氧化鈦產(chǎn)率的影響；實(shí)驗(yàn)③和①對應(yīng)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間均相同，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物物質(zhì)的量配比對制備納米二氧化鈦產(chǎn)率的影響，故實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)物物質(zhì)的量配比為3:1；

（5）納米二氧化鈦粒徑為10～50nm，由圖可知，隨TiO2+濃度增大，TiO2粒徑逐漸增大，TiO2的產(chǎn)率逐漸增大，當(dāng)TiO2+濃度為1mol/L時(shí)，TiO2粒徑為50nm，故最合適的TiO2+濃度為1mol/L。