Question

（13分）

[探究一]為測(cè)定鈦鐵礦（含F(xiàn)eTiO₃，鈦酸亞鐵）中可提取氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下兩套實(shí)驗(yàn)裝置：（注：可提取氧指的是可被H₂、C轉(zhuǎn)化為H₂O、CO₂的氧原子）

（1）已知FeTiO₃被H₂還原后，生成Fe、TiO₂和水，學(xué)生甲設(shè)想用圖－1裝置（A為電加熱裝置）從鈦鐵礦中提取氧。請(qǐng)寫(xiě)出FeTiO₃在加熱時(shí)被H₂還原的化學(xué)方程式：

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（2）已知FeTiO₃被C還原后生成Fe、TiO₂和CO₂，學(xué)生乙設(shè)想用圖－2裝置（A為電加熱裝置）從鈦鐵礦中提取氧，并且認(rèn)為該方案的意義在于：反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂可通過(guò)綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生氧氣：

6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，稱得反應(yīng)前裝置A中鈦鐵礦的質(zhì)量為ag，炭粉的質(zhì)量為bg，反應(yīng)后裝置B中產(chǎn)生CaCO₃的質(zhì)量為cg，則鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為             。

（3）經(jīng)專家評(píng)審后，認(rèn)定兩個(gè)方案都很有意義，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面還存在不足之處，例如圖－2裝置在加熱時(shí)，生成的CO₂不可能全部被澄清石灰水吸收，同時(shí)鈦鐵礦和炭粉在加熱時(shí)還會(huì)產(chǎn)生CO，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差。

①請(qǐng)對(duì)學(xué)生乙的設(shè)想提出改進(jìn)措施：改用圖－1裝置加熱鈦鐵礦和炭粉，并在U型管B之前增加盛有       __________的燃燒管，在B之后增加                             。

②改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)自始至終需持續(xù)向裝置A中通入N₂的目的是                        。

[探究二]納米TiO₂作為一種光催化劑越來(lái)越受到人們的關(guān)注，現(xiàn)正廣泛開(kāi)發(fā)運(yùn)用。

（4）某科研小組在不同的載體（鈦片、鋁片、陶瓷）表面制備二氧化鈦薄膜，來(lái)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)果如圖所示，下列說(shuō)法正確的是          。（雙選）

（a）不同載體，無(wú)論何種溫度一定是鈦片最好

（b）約在520℃時(shí)，鈦片載體的光催化活性最好

（c）無(wú)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

 

Answer 1

（1）FeTiO₃＋H₂Fe＋TiO₂＋H₂O（2分）    ⑦③⑤⑥④⑦（2分）（錯(cuò)一處不得分）

（2）（3分） （3）①CuO粉末（2分）， 在B之后增加盛堿石灰的干燥管或u形管（2分）

②反應(yīng)前將裝置中的空氣趕出（1分），反應(yīng)開(kāi)始后可將CO₂及時(shí)趕出使之被堿石灰吸收（1分）

（4）bd （2分）

解析: