Question

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、焙燒除去水分得到粉體TiO₂．
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?x H₂O的化學方程式為

TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl

．
（2）檢驗TiO₂?xH₂O中Cl^-是否被除凈的方法是

取少量水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產生白色沉淀，說明Cl^-已除凈

．
（3）滴定終點的現象是

溶液變為紅色

．
（4）滴定分析時，稱取TiO₂（摩爾質量為M g?mol^-1）試樣w g，消耗c mol?L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂標準溶液V mL，則TiO₂質量分數表達式為

cVM

1000w

（或

cVM

10w

%）

．
（5）判斷下列操作對TiO₂質量分數測定結果的影響（填 偏高、偏低或無影響）
①若在配制標準溶液過程中，燒杯中的NH₄Fe（SO₄）₂溶液有少量濺出，使測定結果

偏高

．②若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面，使測定結果．

Answer 1

分析：（1）根據物質的性質和質量守恒定律書寫化學方程式；
（2）檢驗沉淀是否洗凈的方法是，取少量洗滌液，檢驗溶液中溶解的離子是否還存在氯離子；
（3）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；
（4）根據得失電子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，據此計算其質量分數為；
（5）①NH₄Fe（SO₄）₂溶液濺出，其物質的量濃度減小，消耗的體積增大，百分含量偏大；
②若終點俯視滴定管，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質量分數偏小．

解答：解：（1）設TiCl₄的系數為1，根據元素守恒，TiO₂?xH₂O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），
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
（2）沉淀吸附溶液中的Cl^-，根據發生反應：Cl^-+Ag⁺═AgCl↓，取少量洗滌液，檢驗溶液中溶解的離子是否還存在，
故答案為：取少量水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產生白色沉淀，說明Cl^-已除凈；
（3）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，
故答案為：溶液變為紅色；
（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：

cVM

1000w

（或

cVM

10w

%），
故答案為：

cVM

1000w

（或

cVM

10w

%）；
（5）①NH₄Fe（SO₄）₂溶液濺出，其物質的量濃度減小，消耗的體積增大，百分含量偏大；
②若終點俯視滴定管，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質量分數偏小，
故答案為：偏高；偏低．

點評：本題考查化學實驗，涉及基本操作、離子檢驗和氧化還原滴定等，難度中等，注意對實驗原理的理解與對基本操作的掌握．