Question

納米TiO₂作為一種光催化劑越來越受到人們的關注，現正廣泛開發運用．
（1）制取納米TiO₂的方法很多，氫氧火焰水解法是將TiCl₄氣體導入氫氧火焰中（700～1000℃）進行水解，其化學反應式為：

TiCl₄+2H₂O

高溫  .

TiO₂+4HCl

．
（2）納米二氧化鈦可光解揮發性有機污染物（VOCs），若無水蒸氣存在，三氯乙烯降解反應為：C₂HCl₃+2O₂→2CO₂+HCl+Cl₂，若有足夠量的降解后的尾氣，實驗室檢驗產物中有氯氣的簡單方法是：

用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗

；通過質譜儀發現還有多種副反物，其中之一為：，則該有機物核磁共振氫譜有

3

個峰．

（3）利用半導材料TiO₂與染料、鉑電極及

I

- 3

和I^-的混合物作電解質（I₂+I^-?I₃^-），可構成染料敏化太陽能電池（DSSCs）工作原理如圖1，該電池工作時，正極的電極反應為：

I₃^-+2e^-=3I^-

．
（4）在不同的載體（鈦片、鋁片、陶瓷）表面制備二氧化鈦薄膜，來考察不同載體TiO₂薄膜光催化使甲基橙脫色，每次光照20min取一次樣，實驗結果如圖2，下列說法正確的是

bd

．
（a）不同載體，無論何種溫度一定是鈦片最好
（b）約在520℃時，鈦片載體的光催化活性最好
（c）無論何種載體，催化活性總是隨溫度的升高而升高
（d）不同負載TiO₂薄膜的光催化活性不同．

Answer 1

分析：（1）TiCl₄水解生成二氧化鈦和氯化氫；
（2）氯氣具有強氧化性，可與KI反應生成碘單質，淀粉遇碘變藍色；分子中有幾種氫，核磁共振氫譜有幾種峰；
（3）由圖電子的移動方向可知，半導材料TiO₂與染料為原電池的負極，鉑電極為原電池的正極，電解質為I₃^-和I^-的混合物，I₃^-在正極上得電子被還原；
（4）根據圖中脫色率與溫度關系解題；

解答：解：（1）TiCl₄水解生成二氧化鈦和氯化氫，化學反應式為TiCl₄+2H₂O

高溫  .

TiO₂+4HCl，故答案為：TiCl₄+2H₂O

高溫  .

TiO₂+4HCl[或：TiCl₄（g）+2H₂（g）+O₂（g） 

高溫  .

TiO₂（s）+4HCl（g）]；
（2）氯氣具有強氧化性，可與KI反應生成碘單質，淀粉遇碘變藍色，所以可將濕潤的淀粉KI試紙置于集氣瓶口，證明有氯氣；分子中有3種氫，核磁共振氫譜有3個峰，故答案為：用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗；3；
（3）由圖電子的移動方向可知，半導材料TiO₂與染料為原電池的負極，鉑電極為原電池的正極，電解質為I₃^-和I^-的混合物，I₃^-在正極上得電子被還原，正極反應為I₃^-+2e^-=3I^-，故答案為：I₃^-+2e^-=3I^- （寫成：I₂+2e^-=2I^-，可不扣分）；
（4）A．由圖知，500度以下鈦片最差，故A錯誤；
B．由圖知，在520℃時，脫色率最高，鈦片載體的光催化活性最好，故B正確；
C．520℃后鈦片催化活性隨溫度的升高而較低，故C錯誤；
D．由圖知，相同溫度時，不同的載體（鈦片、鋁片、陶瓷），TiO₂薄膜的光催化活性不同，故D正確．
故選bd；

點評：本題考查原電池的工作原理，題目難度不大，本題注意把握電極反應式的書寫，圖中電子的移動方向是解答的關鍵．