Question

【題目】納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領域有著極其廣泛的應用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，經過濾、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙燒除去水分得到固體TiO2。實驗室用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+，再以KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。請回答下列問題：

（1）TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學方程式為_________________________________。

（2）配制NH4Fe(SO4)2標準溶液時，加入一定量H2SO4的原因是_________________________。

（3）NH4Fe(SO4)2標準溶液盛裝在___________（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，滴定終點的現象是________________________。若在滴定終點讀取滴定管刻度時，仰視標準液液面使測定結果________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（4）滴定分析時，稱取TiO2（摩爾質量為Mg·mol-1）試樣w g，消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標準溶液VmL，則TiO2質量分數表達式為__________________________。

Answer 1

【答案】 TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl 抑制NH4Fe(SO4)2水解 酸式 溶液變為紅色，半分鐘內紅色不褪去 偏高 ×100%

【解析】（1）根據物質的性質和質量守恒定律書寫化學方程式；

（2）NH4Fe（SO4）2易水解，故需加入一定量的稀硫酸抑制水解；

(3) NH4Fe(SO4)2易水解顯酸性，因為是用KSCN作指示劑，終點時NH4Fe（SO4）2不再反應，生成血紅色的Fe（SCN）3；滴定終點讀取滴定管刻度時，仰視標準液液面讀取的體積比實際消耗的體積偏大；

（4）根據得失電子守恒分析；

(1)設TiCl4的系數為1,根據元素守恒,TiO2xH2O的系數為1,HCl的系數為4;再根據O元素守恒,可知H2O的系數為(2+x),反應的化學方程式為：TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl 故答案為：TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl

(2) NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解,故答案為：抑制NH4Fe(SO4)2水解；

（3）NH4Fe(SO4)2易水解顯酸性，因此NH4Fe(SO4)2標準溶液盛裝在堿式滴定管中，Fe3+與Ti3+反應，被還原為Fe2+，加入KSCN不顯紅色，當達到滴定終點時，再加入NH4Fe（SO4）2，溶液中Fe3+過量，會變成紅色，若在滴定終點讀取滴定管刻度時，若終點仰視滴定管，讀取的體積比實際消耗的體積偏大，使測定結果偏高，故答案為：酸式、溶液變為紅色，半分鐘內紅色不褪去、偏高

（4）根據得失電子守恒，有：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，其質量分數為： ×100%，故答案為： ×100%