题目内容
【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,再烘干、焙烧除去水分得到粉体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·x H2O的化学方程式为
(2)玻璃棒有多种用途,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 (填字母)
①测定醋酸钠溶液的pH ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液 ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①④ D.③④
(3)水洗时检验TiO2·x H2O已洗净的方法是
(4)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号)
a.核磁共振氢谱 b.红外光谱法 c.质谱法 d.透射电子显微镜法
(5)滴定终点的现象是
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·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 %
(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
【答案】(1)TiCl4+(2+x) H2OTiO2·xH2O↓+4HCl (2)BC
(3)取少量最后一次水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明沉淀已洗净
(4)d (5)溶液变成红色且半分钟内不褪色 (6) (7)B
【解析】
试题分析:(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),化学方程式为TiCl4+(2+x) H2OTiO2·xH2O↓+4HCl;
(2)①测定醋酸钠溶液的pH,玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定;②加热食盐溶液制备NaCl晶体,玻璃棒搅拌避免局部受热固体飞溅;③配制O.1mol/L的H2SO4溶液,搅拌引流作用;④用KI淀粉试纸检验溶液中氧化性离子,玻璃棒蘸取溶液滴在KI淀粉试纸上测定;⑤配制10%的硫酸钠溶液,玻璃棒搅拌加速溶解;所以②⑤和①④符合,答案选BC。
(3)沉淀吸附溶液中的Cl-,根据反应:Cl-+Ag+═AgCl↓,取少量洗涤液,检验溶液中是否还存在Cl-即可,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,说明沉淀已洗净。
(4)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,答案选d。
(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,所以滴定终点的现象是溶液变成红色且半分钟内不褪色。
(6)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,所以n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,质量分数为:%。
(7)A. 滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,导致末读数据读小了,标准液的体积偏小,测定结果偏低,错误;B. 配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,物质的量浓度减小,消耗的体积增大,测定结果偏高,正确;C. 容量瓶清洗之后,未干燥对测定结果无影响,错误;D.配制标准溶液定容时,若俯视刻度线,溶液体积比实际体积偏小,所配溶液浓度偏大,导致消耗标准液的体积偏小,测定结果偏低,错误;答案选B。
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