Question

【题目】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、焙烧除去水分得到固体TiO2。

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·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的原因是_______________________；

使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的________(填字母代号)。

(4)滴定终点的现象是_____________________________________________________。

(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－1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL，则TiO2质量分数表达式为__________________________________________。

(6)若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】TiCl4＋(x＋2)H2O=TiO2·xH2O↓＋4HCl 取最后一次水洗液少许于试管中，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl－已除尽 抑制NH4Fe(SO4)2水解 a、c 溶液变为红色，且半分钟内红色不褪去 ×100% 偏低

【解析】

（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氯离子；

（3）NH4＋和Fe2＋都能发生水解，溶液呈酸性；

（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，有：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，据此计算其质量分数为；

（6）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。

（1）设TiCl4的系数为1，根据元素守恒，TiO2xH2O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=TiO2xH2O↓+4HCl；

（2）沉淀吸附溶液中的Cl-，根据发生反应：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）加入一定量H2SO4的原因：NH4＋和Fe2＋都能发生水解，溶液呈酸性，加H2SO4提高H2SO4的浓度，抑制 NH4Fe(SO4)2水解；

配制一定物质的量浓度的溶液需要用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等；

答案选a、c；

（4）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：溶液变为红色；

（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%）；

（6）若终点俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏低。