5.(2010·天津高考,有改动)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)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果________.

②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________.

解析:(1)根据盐类水解规律可知,Ti4+结合水电离的OH形成TiO2的水合物,根据元素守恒不难写出相应的反应方程式.

(2)水解后的溶液为HCl溶液,故TiO2·xH2O表面吸附了Cl,可通过检验洗涤液中是否存在Cl确定沉淀是否洗涤干净.

(3)NH4Fe(SO4)2的阳离子均水解,溶液呈酸性,故可以通过加H2SO4抑制它们的水解,防止所配溶液出现浑浊.容量瓶用于配制一定体积的溶液,滴管可以用来定容.

(4)达到滴定终点时,Fe3+与SCN反应使溶液变为红色.

(5)根据元素守恒和电子守恒可知,有如下转化关系式:

  TiO2-Ti3+-NH4Fe(SO4)2

  M      1 mol

  m      cV/1 000

mMcV/1 000,故TiO2的质量分数为:(或%).

(6)从计算式可知,①所配浓度实际偏小,消耗溶液的体积偏大,使测定结果偏高.②俯视滴定管读数偏小,使测定结果偏低.

答案:(1)TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl

(2)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)抑制NH4Fe(SO4)2的水解 ac

(4)溶液变为红色

(5)(或%)

(6)①偏高 ②偏低

[发展等级评价]

(限时45分钟,满分100分)

22.(10分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰.他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:

[实验]

制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解.

[提出假设]

假设1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag.

假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO能氧化Ag.

[设计实验方案,验证假设]

(1)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2+,验证了假设1成立.请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:_____________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(2)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:NO在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生).

实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论


……
若银镜消失,假设2成立.
若银镜不消失,假设2不成立.

[思考与交流]

(3)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立,则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO都氧化了Ag.

你是否同意丙同学的结论,并简述理由:_______________________________________

________________________________________________________________________.

解析:(2)Fe3+氧化Ag生成Fe2+和Ag+;(3)可用Fe(NO3)3溶液和稀硝酸做对比实验进行验证;(4)丙同学没有检验NO的还原产物,故不能得出题述结论.

答案:(1)Ag+Fe3+===Ag++Fe2+

(2)

实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①   测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH
②配制相同pH的稀硝酸溶液,将此溶液加入有银镜的试管内
 

(3)不同意.甲同学检验出了Fe2+,可确定Fe3+一定氧化了Ag;乙同学虽然验证了此条件下NO能氧化Ag,但在硝酸铁溶液氧化Ag时,由于没有检验NO的还原产物,因此不能确定NO是否氧化了Ag(答案合理均可).

21.(8分)(2010·西城模拟)某课外兴趣小组测定某品牌牛奶中钙的含量,方法如下:取100 mL牛奶,加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,使牛奶中的钙转化成难溶的CaC2O4沉淀;过滤,用适量的蒸馏水洗涤沉淀表面吸附的少量(NH4)2C2O4、蛋白质等杂质;将沉淀转移至锥形瓶中,加足量的稀硫酸溶液溶解CaC2O4;然后以0.10 mol·L-1的KMnO4溶液滴定生成的H2C2O4溶液,共消耗12.00 mL KMnO4溶液.发生的反应为:

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4===5CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O

(1)若滴定管的规格为25 mL,滴定前滴定管中液面的读数为5.20 mL,则滴定管中液体的体积为________(填代号).

A.5.20 mL           B.19.80 mL

C.大于19.80 mL        D.小于19.80 mL

(2)本实验不需要外加指示剂,到达滴定终点时溶液的颜色由________色变为________色.

(3)该牛奶中钙的含量为________ mg/100 mL.

(4)下列操作会使实验结果偏低的是________(填代号).

A.滴定管未用KMnO4溶液润洗就直接盛装KMnO4溶液

B.向锥形瓶转移沉淀时,损失部分沉淀

C.开始时平视读数,滴定完成时俯视读数

D.CaC2O4的表面没有洗涤干净,吸附少量C2O等杂质

解析:(1)滴定管下端没有标定刻度,所以滴定管中液体的体积大于19.8 mL.

(2)Ca2+―→(NH4)2C2O4―→CaC2O4―→H2C2O4―→KMnO4

   40 g                            mol

 0  8408  8416  8422  8426  8432  8434  8438  8444  8446  8452  8458  8462  8464  8468  8474  8476  8482  8486  8488  8492  8494  8498  8500  8502  8503  8504  8506  8507  8508  8510  8512  8516  8518  8522  8524  8528  8534  8536  8542  8546  8548  8552  8558  8564  8566  8572  8576  8578  8584  8588  8594  8602  447348 

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