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：

則TiCl₄（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=       KJ·mol^-1。

Answer 1

（1）①+4(1分)體積小、比能量高、攜帶方便。（1分）
②Li-e^-=Li⁺（1分）Li₇Ti₅O₁₂-3e^-=Li₄Ti₅O₁₂+3Li⁺（2分）
（2）①TiCl₄+(x+2)H₂O=TiO₂?xH₂O↓+4HCl（2分）②溶液變成紅色(1分)
③80%（2分）④偏小（1分）
（3）-970.2（2分）

解析（1）①根據化合物化合價代數和等于零，鋰為+1價，氧為-2價，則鈦為+4價；②放電發生原電池反應，負極Li-e^-=Li⁺；充電發生電解池反應，陽極與外接電源的正極相連失去電子，發生氧化反應，Li₇Ti₅O₁₂-3e^-=Li₄Ti₅O₁₂+3Li⁺；
（2）①TiCl₄水解生成TiO₂?xH₂O，根據TiO₂的化學式，應有2mol水參與反應，故方程式為TiCl₄+(x+2)H₂O=TiO₂?xH₂O↓+4HCl。③n(NH₄Fe（SO₄）₂)=0.1mol/Lⅹ0.02L=0.002mol,此反應是氧化還原反應，根據電子得失守恒，n(NH₄Fe（SO₄）₂)=n(TiO₂),m(TiO₂)=0.002molⅹ80g·mol^-1,0.002ⅹ80/0.2=0.80。④滴定終點，俯視讀數，讀出的數值偏大，則體積差值偏小，故測定結果偏低。（3）根據蓋斯定律，把題中的方程式組合就可得到結果。
TiCl₄(l)=Ti(s)+2Cl₂(g),ΔH=804.2KJ·mol^-
4Na(s)+2Cl2(g)="4NaCl(s)" ΔH=-2ⅹ882.0KJ·mol^-
4Na(l)="4Na(s)" ΔH=-4ⅹ2.6KJ·mol^-
以上三個相加，就得到△H=-970.2KJ·mol^-