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  • 1. (2021·扬州模拟) 纳米TiO2被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料制备纳米TiO2的步骤如下:25 ℃时,Ksp[TiO(OH)2] =1×10−29Ksp[Fe(OH)3] = 4×10−38Ksp[Fe(OH)2] = 8×10−16

    1. (1) 酸浸:向磨细的钛铁矿中加入浓硫酸,充分反应后,所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO 。Ti基态核外电子排布式为
    2. (2) 除铁、沉钛:向溶液中加入铁粉,充分反应,趁热过滤。所得滤液冷却后过滤得到富含TiO2+的溶液;调节除铁后溶液的pH,使TiO2+水解生成TiO(OH)2 , 过滤。

      ①若沉钛后c(TiO2+)<1×10−5 mol·L−1 , 则需要调节溶液的pH略大于

      ②TiO2+水解生成TiO(OH)2的离子方程式为

      ③加入铁粉的作用是

    3. (3) 煅烧:在550℃时煅烧TiO(OH)2 , 可得到纳米TiO2

      ①TiO2的一种晶胞结构如图-1所示,每个O周围距离最近的Ti数目是

      ②纳米TiO2在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化剂表面吸附,光照时,吸附的H2O与O2产生HO,从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图-2所示,甲醛降解率随空气湿度变化的原因为

    4. (4) 纯度测定:取纳米TiO2样品2.000 g,在酸性条件下充分溶解,加入适量铝粉将TiO2还原为Ti3 , 过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并配成250 mL溶液。取合并液25.00 mL于锥形瓶中,加几滴KSCN溶液作指示剂,用0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将Ti3氧化为TiO2 , 消耗0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液23.00 mL。该样品中TiO2的质量分数为。(写出计算过程)。

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