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?xH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2．用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数操作如下：首先在一定条件下，把TiO2溶解并转化为Ti3+，再用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部转化成Ti4+．
请回答下列问题：
（1）TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化学方程式为
（2）检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
（3）配制NH4Fe（SO4）2标准溶液时，加入一定量H2SO4的目的是
（4）该滴定操作所用到的指示剂是
（5）滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为M g?mol-1）试样w g，消耗c mol?L-1NH4Fe（SO4）2标准溶液V mL，则TiO2质量分数为
或
%
或
%．
请回答下列问题：
（1）TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化学方程式为
TiCl4+（x+2）H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl
TiCl4+（x+2）H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl
．（2）检验TiO2?xH2O中Cl-是否被除净的方法是
取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已除净
取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已除净
．（3）配制NH4Fe（SO4）2标准溶液时，加入一定量H2SO4的目的是
抑制NH4Fe（SO4）2水解
抑制NH4Fe（SO4）2水解
；配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要如图中的ac
ac
（填字母代号）．（4）该滴定操作所用到的指示剂是
KSCN溶液
KSCN溶液
，滴定终点的现象是溶液变为红色，且半分钟不褪色
溶液变为红色，且半分钟不褪色
（5）滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为M g?mol-1）试样w g，消耗c mol?L-1NH4Fe（SO4）2标准溶液V mL，则TiO2质量分数为
| cVM |
| 1000W |
| cVM |
| 10W |
| cVM |
| 1000W |
| cVM |
| 10W |
分析：（1）根据反应物和生成物结合质量守恒定律来书写化学方程式；
（2）溶液中生成TiO2?xH2O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl-离子，可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净；
（3）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器可根据具体的操作步骤选择；
（4）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
（5）根据得失电子守恒：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，以此进行计算．
（2）溶液中生成TiO2?xH2O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl-离子，可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净；
（3）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器可根据具体的操作步骤选择；
（4）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
（5）根据得失电子守恒：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，以此进行计算．
解答：解析：（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）溶液中生成TiO2?xH2O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl-离子，可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净，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，故答案为：取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已除净；
（3）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制一定物质的量浓度的溶液，配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等，故答案为：抑制NH4Fe（SO4）2水解，a c；
（4）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，故答案为：KSCN溶液；溶液变为红色，且半分钟不褪色；
（5）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
或
%．
故答案为：
或
%．
（2）溶液中生成TiO2?xH2O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl-离子，可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净，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，故答案为：取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已除净；
（3）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制一定物质的量浓度的溶液，配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等，故答案为：抑制NH4Fe（SO4）2水解，a c；
（4）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，故答案为：KSCN溶液；溶液变为红色，且半分钟不褪色；
（5）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 |
| 1000W |
| cVM |
| 10W |
故答案为：
| cVM |
| 1000W |
| cVM |
| 10W |
点评：本题是围绕化学实验设计的综合性试题，主要考点有：化学方程式配平、沉淀的洗涤，和溶液的配制、滴定操作及质量分数的计算等．
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