以TiO2為催化劑，在光照條件下可將CO2-3還原為HCOO-等有機(jī)物。
（1）制備TiO2：
TiCl4大量熱水TiO2?xH2O過(guò)濾、洗滌、脫水TiO2
TiCl4轉(zhuǎn)化為T(mén)iO2?xH2O的化學(xué)方程式是 TiCl4+（x+2）H2O=TiO2?xH2O↓+4HClTiCl4+（x+2）H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl。
（2）光催化還原CO2-3的反應(yīng)過(guò)程如圖所示。
A側(cè)產(chǎn)生HCOO-的反應(yīng)式為 CO2-3+2e-+2H2O=HCOO-+3OH-CO2-3+2e-+2H2O=HCOO-+3OH-。
在光照和TiO2存在下，以體積相同的0.25mol?L-1Na2CO3溶液為反應(yīng)物，相同時(shí)間后檢測(cè)HCOO-濃度，結(jié)果如表。
CO
2
-
3
大量熱水
過(guò)濾
、
洗滌
、
脫水
CO
2
-
3
CO
2
-
3
CO
2
-
3
| 實(shí)驗(yàn) | 溶液中添加的其它成分 | 通入的氣體 | c（HCOO-）/×10-5mol?L-1 |
| i | - | - | 73.5 |
| ii | - | CO2 | 92.6 |
| iii | - | O2 | 2.1 |
| iv | Na2SO3 | - | 158.1 |
HCO
-
3
實(shí)驗(yàn)ii中，通入二氧化碳將碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子，碳酸根離子濃度減小，但碳酸氫根離子濃度增大
實(shí)驗(yàn)ii中，通入二氧化碳將碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子，碳酸根離子濃度減小，但碳酸氫根離子濃度增大
。（4）實(shí)驗(yàn)iii中HCOO-濃度明顯低于實(shí)驗(yàn)i,可能的原因是
通入氧氣，將HCOO-氧化
通入氧氣，將HCOO-氧化
。（5）研究實(shí)驗(yàn)iv中HCOO-濃度明顯高于實(shí)驗(yàn)i的原因，設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)v。實(shí)驗(yàn)v：光照條件下，未添加TiO2時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)iv,沒(méi)有檢測(cè)到
SO
2
-
4
①實(shí)驗(yàn)v中檢測(cè)
SO
2
-
4
取適量的溶液，加入足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇，未出現(xiàn)白色沉淀
取適量的溶液，加入足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇，未出現(xiàn)白色沉淀
。②對(duì)比實(shí)驗(yàn)iv、v,分析實(shí)驗(yàn)iv中Na2SO3的作用：
亞硫酸鈉消耗了氧氣，減少了HCOO-的氧化損失，在光照和二氧化鈦存在的條件下，亞硫酸根離子在右側(cè)失去電子，增大了碳酸根離子得電子的機(jī)會(huì)
亞硫酸鈉消耗了氧氣，減少了HCOO-的氧化損失，在光照和二氧化鈦存在的條件下，亞硫酸根離子在右側(cè)失去電子，增大了碳酸根離子得電子的機(jī)會(huì)
（答出2點(diǎn)）。【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】TiCl4+（x+2）H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl；+2e-+2H2O=HCOO-+3OH-；實(shí)驗(yàn)ii中，通入二氧化碳將碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子，碳酸根離子濃度減小，但碳酸氫根離子濃度增大；通入氧氣，將HCOO-氧化；取適量的溶液，加入足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇，未出現(xiàn)白色沉淀；亞硫酸鈉消耗了氧氣，減少了HCOO-的氧化損失，在光照和二氧化鈦存在的條件下，亞硫酸根離子在右側(cè)失去電子，增大了碳酸根離子得電子的機(jī)會(huì)
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：46引用：2難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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