Question

（1）一種新型鋰電池是將化學式為Li₄Ti₅O₁₂的物質作為電池的正極材料，在放電的過程中變為化學式為Li₄Ti₅O₁₂的物質．
①Li₄Ti₅O₁₂中Ti元素的化合價為

 

，鋰電池的突出優點是

 

．
②該鋰電池是一種二次電池，放電時的負極反應式為

 

，充電時的陽極反應式為

 

．
（2）用氧化還原滴定法測定制備得到的TiO₂試樣中的TiO₂的質量分數：在一定條件下，將TiO₂溶解并還原為Ti³⁺，再以KSCN溶液作為指示劑，用NH₄Fe（SO₄）₂標準溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺．
①TiCl₄水解生成TiO₂?xH₂O的化學方程式為

 

．
②滴定終點的現象是

 

．
③滴定分析時，稱取TiO₂試樣0.2g，消耗0.1mol?L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂櫟準溶液20ml．則TiO₂的質量分數為

 

．
④若在滴定終點，讀取滴定管刻度時，俯視標準溶液的液面，使其測定結果

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）o
（3）已知：
Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）△H=-804.2kJ?mol^-1
2Na（s）+Cl₂（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ?mol^-1
Na（s）=Na（l）△H=+2.6kJ?mol^-1
則TiCl₄（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=

 

KJ?mol^-1．

Answer 1

分析：（1）①根據化合物中各元素化合價的代數和為0確定Ti元素的化合價，鋰元素的相對原子質量較小；
②放電時，負極上鋰失電子發生氧化反應，充電時，陽極上失電子發生氧化反應；
（2）①TiCl₄是強酸弱堿鹽，水解生成TiO₂?xH₂O和相應的酸；
②鐵離子遇硫氰化鉀溶液變成血紅色；
③根據轉移電子數相等計算二氧化鈦的質量，再根據質量分數公式進行計算即可
④俯視液面，導致讀數偏小；
（3）根據蓋斯定律進行計算．

解答：解：（1）①該化合物中，O元素的化合價為-2價，鋰元素的化合價為+1價，根據化合物中各元素化合價的代數和為0知，Ti元素的化合價=2×12-1×4=

2×12-1×4

5

=+4，鋰元素的相對原子質量較小，所以相同質量的鋰電池，其體積小，能量高，攜帶方便，故答案為：+4；體積小、比能量高、攜帶方便；
②放電時，負極上鋰失電子發生氧化反應，電極反應式為：Li-e^-=Li⁺，充電時，陽極上失電子發生氧化反應，電極反應式為：Li₇Ti₅O₁₂-3e^-=Li₄Ti₅O₁₂+3Li⁺，
故答案為：Li-e^-=Li⁺；Li₇Ti₅O₁₂-3e^-=Li₄Ti₅O₁₂+3Li⁺；
（2）①TiCl₄是強酸弱堿鹽，水解生成TiO₂?xH₂O和氯化氫，水解反應方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂．xH₂O+4HCl，
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂．xH₂O+4HCl；
②鐵離子遇硫氰化鉀溶液變成血紅色，如果鐵離子被還原生成亞鐵離子，則溶液會由無色變為紅色，故答案為：溶液變成紅色；
③根據氧化還原反應中得失電子相等得二者的關系式，TiO₂----NH₄Fe（SO₄）₂，二氧化鈦的質量=

0.1mol/L×0.02L×1

1

×80g/mol=0.16g，其質量分數=

0.16g

0.2g

×100%=80%，
故答案為：80%；
④俯視液面，導致讀數偏小，使其測定結果偏小，故答案為：偏小；
（3）根據蓋斯定律得
Ti（s）+2Cl₂（g）=TiO₄（l）△H=-804.2kJ?mol^-1①
2Na（s）+Cl₂（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ?mol^-1 ②
Na（s）=Na（l）△H=+2.6kJ?mol^-1 ③
將方程式2②-①-4③得TiCl₄（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），△H=2（-882.0kJ?mol^-1）-4（+2.6kJ?mol^-1）-（-804.2kJ?mol^-1）=-970.2kJ?mol^-1，
故答案為：-970.2．

點評：本題涉及原電池原理、離子的檢驗、蓋斯定律等知識點，明確蓋斯定律的含義、原電池和電解池原理即可解答，注意滴定管讀數與量筒讀數的區別，為易錯點．