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”)。

【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。

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已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全;

③HClO2可看成是强酸。

(1)160 g·L-1NaOH溶液的物质的量浓度为__________________,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是____。

(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是____(填序号)。

A.将SO2氧化成SO3,增强酸性

B.稀释ClO2以防止爆炸

C.将NaClO3氧化成ClO2

(3)吸收塔内的反应的化学方程式为____;

吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解,写出H2O2分解的化学方程式:_________________。

(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单的实验方法是___________。

(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是__________________ (填序号)。

A.Na2O2   B.Na2S   C.FeCl2   D.PbO(悬浊液)

(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____(填序号)。

A.蒸馏  B.蒸发  C.灼烧  D.过滤  E.冷却结晶

要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是____(填操作名称)。

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