题目内容
纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用.
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?x H2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.
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用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小.用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2?x H2O的化学方程式为 .
(2)检验TiO2?x H2O中Cl-是否被除净的方法是 .
(3)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号).
a.滴定法 b.重量法 c.排液量气法 d.透射电子显微镜法
(4)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是 ;使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧 杯、量简外,还需要图中的 (填字母代号).![精英家教网](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201202/45/38bbcd40.png)
(5)滴定Ti3+时的离子方程式为 ;
滴定终点的现象是 ;该现象的离子方程式 .
(6)称取TiO2(式量为M)试样w g,配成100mL溶液,取出25mL,进行滴定分析,消耗c mol?L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL.TiO2质量分数表达式为 .
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是 .
a、滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面.b、配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出.
c、容量瓶清洗之后,未干燥. d、配制标准溶液定容时,俯视刻度线.
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?x H2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.
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用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小.用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2?x H2O的化学方程式为
(2)检验TiO2?x H2O中Cl-是否被除净的方法是
(3)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是
a.滴定法 b.重量法 c.排液量气法 d.透射电子显微镜法
(4)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是
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(5)滴定Ti3+时的离子方程式为
滴定终点的现象是
(6)称取TiO2(式量为M)试样w g,配成100mL溶液,取出25mL,进行滴定分析,消耗c mol?L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL.TiO2质量分数表达式为
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是
a、滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面.b、配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出.
c、容量瓶清洗之后,未干燥. d、配制标准溶液定容时,俯视刻度线.
分析:(1)根据物质的性质和质量守恒定律书写化学方程式;
(2)检验沉淀是否洗净的方法是,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在;
(3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小,依此来进行判断;
(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管;
(5)因为是用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再反应,生成血红色的Fe(SCN)3;
(6)根据得失电子守恒,25ml溶液中有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,则wg样品中含TiO2的质量为4cV×10-3mol×M:其质量分数为
×4=
;
(7)NH4Fe(SO4)2溶液溅出,其物质的量浓度减小,消耗的体积增大,百分含量偏大;若终点俯视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏小,质量分数偏小;仰视则相反,容量瓶是否干燥无影响.
(2)检验沉淀是否洗净的方法是,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在;
(3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小,依此来进行判断;
(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管;
(5)因为是用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再反应,生成血红色的Fe(SCN)3;
(6)根据得失电子守恒,25ml溶液中有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,则wg样品中含TiO2的质量为4cV×10-3mol×M:其质量分数为
cVM |
1000w |
cVM |
250w |
(7)NH4Fe(SO4)2溶液溅出,其物质的量浓度减小,消耗的体积增大,百分含量偏大;若终点俯视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏小,质量分数偏小;仰视则相反,容量瓶是否干燥无影响.
解答:解:(1)设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2?xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据O元素守恒,可知H2O的系数为(2+x),故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2?xH2O↓+4HCl;
(2)沉淀吸附溶液中的Cl-,根据F反应:Cl-+Ag+═AgCl↓,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在,
故答案为:取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净;
(3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小,故答案为:d;
(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管,故答案为:抑制NH4Fe(SO4)2水解;a、c;
(5)Fe3+与Ti3+反应,被还原为Fe2+,加入KSCN不显红色,当达到滴定终点时,再加入NH4Fe(SO4)2,溶液中Fe3+过量,会变成红色,故答案为:Ti3++Fe3+═Ti4++Fe2+;溶液变红,且30s不褪色;3SCN-+Fe3+
Fe(SCN)3;
(6)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为:
,故答案为:
;
(7)a、若终点俯视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏小,质量分数偏小,故a不选;
b、NH4Fe(SO4)2溶液溅出,其物质的量浓度减小,消耗的体积增大,百分含量偏大,故b选;
c、容量瓶是否干燥无影响,故c不选;
d、若终点仰视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏大,质量分数偏大,故d选;
故答案为:bd.
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(2)沉淀吸附溶液中的Cl-,根据F反应:Cl-+Ag+═AgCl↓,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在,
故答案为:取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净;
(3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小,故答案为:d;
(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管,故答案为:抑制NH4Fe(SO4)2水解;a、c;
(5)Fe3+与Ti3+反应,被还原为Fe2+,加入KSCN不显红色,当达到滴定终点时,再加入NH4Fe(SO4)2,溶液中Fe3+过量,会变成红色,故答案为:Ti3++Fe3+═Ti4++Fe2+;溶液变红,且30s不褪色;3SCN-+Fe3+
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(6)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为:
cVM |
250w |
cVM |
250w |
(7)a、若终点俯视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏小,质量分数偏小,故a不选;
b、NH4Fe(SO4)2溶液溅出,其物质的量浓度减小,消耗的体积增大,百分含量偏大,故b选;
c、容量瓶是否干燥无影响,故c不选;
d、若终点仰视滴定管,读取的体积比实际消耗的体积偏大,质量分数偏大,故d选;
故答案为:bd.
点评:本题考查制备、检验和滴定方法,属实验问题,注意基本实验操作方法,具有一定的难度.
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