Question

4．納米材料具有特殊的性質和功能．將納米二氧化鈦（TiO₂）添加到墻面涂料中，可降低空氣中甲醛等有害物質的濃度．根據(jù)要求回答下列問題：
（1）TiO₂中鈦元素的化合價是+4價．
（2）甲醛（CH₂O）中碳元素的質量分數(shù)是40%．
（3）納米二氧化鈦（TiO₂）可通過正鈦酸（H₄TiO₄）在一定條件下分解得到，反應原理可表示為：H₄TiO₄═TiO₂+2X，其中X的化學式是H₂O．
（4）在光照條件下，甲醛以納米二氧化鈦作為催化劑，與氧氣反應生成二種無毒的氧化物，起到凈化空氣的作用．該反應的化學方程式是CH₂O+O₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;光照\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{納米二氧化鈦}$CO₂+H₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化鈦是氧化物，O元素的化合價在化合物中為-2價，根據(jù)化學式為TiO₂，利用化合價的代數(shù)和為0來解答．
（2）根據(jù)甲醛的化學式，利用某元素的質量分數(shù)=$\frac{該元素的相對原子質量×原子個數(shù)}{該物質的相對分子質量}$×100%即可求得甲醛中碳元素的質量分數(shù)．
（3）化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變．
（4）根據(jù)反應前后的元素種類分析．

解答 解：（1）在二氧化鈦中，O元素的化合價為-2價，由化學式為TiO₂，則設鈦元素的化合價為x，根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，得：x+（-2）×2=0，解得x=+4．故答案為：+4價．
（2）則甲醛（CH₂O）中碳元素的質量分數(shù)=$\frac{12}{12+1×2+16}$×100%=40%；故答案為：40%；
（3）根據(jù)質量守恒定律，反應前原子數(shù)：H-4；Ti-1；O-4；反應后原子個數(shù)：Ti-1；O-2；由分析可知，每個X中含有2個氫原子和1個氧原子，是水，水的化學式是H₂O；故答案為：H₂O；
（4）甲醛中含有碳、氫、氧三種元素，與氧氣反應生成二種無毒的氧化物，應為水和二氧化碳，化學方程式為：CH₂O+O₂ $\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;光照\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{納米二氧化鈦}$CO₂+H₂O；故答案為：CH₂O+O₂ $\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;光照\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{納米二氧化鈦}$CO₂+H₂O；

點評 本題考查甲醛的元素組成及元素的化合價，化學式的有關計算，化學方程式的書寫等，基礎性強，要牢固掌握．