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TiO2xH2O，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TiO2x H2O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__________________；使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需要如圖中的______（填字母代號）

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

(4)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______．

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

【答案】TiCl4+(2+x) H2O=TiO2x H2O↓+4HCl 抑制Fe3+水解 ac ×100% 偏高 偏低

【解析】

（1）TiCl4水解生成TiO2x H2O和HCl，根據物質的性質和質量守恒書寫化學方程式；

（2）Fe3+水解易使溶液變渾濁，應加入對應的酸抑制其水解，根據配制溶液的過程和步驟進行分析，需要的儀器是容量瓶和膠頭滴管；

（3）根據得失電子守恒有Ti3+~Fe3+，因此n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol，據此計算質量分數；

（4）①燒杯中的NH4Fe（SO4）2溶液有少量濺出，物質的量濃度減小，消耗的體積增大，質量分數增大；

②若在滴定終點俯視標準液液面，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質量分數偏小。

（1）設TiCl4的計量數為1，根據原子守恒，TiO2x H2O的計量數為1，HCl的系數為4，再根據O元素守恒，可知H2O的計量數為(2+x)，反應為：TiCl4+(2+x) H2O=TiO2x H2O↓+4HCl；

（2）Fe3+水解易使溶液變渾濁，應加入對應的酸抑制其水解，為了不引入新的雜質，所以加入硫酸；配制溶液時稱量需要托盤天平，溶解時需要燒杯和玻璃棒，轉移溶液需要容量瓶和玻璃棒，定容過程需要膠頭滴管，因此還需要圖中的容量瓶和膠頭滴管；

（3）根據得失電子守恒有Ti3+~Fe3+，因此n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol，質量分數=×100%=×100%

（4）①燒杯中的NH4Fe（SO4）2溶液有少量濺出，物質的量濃度減小，消耗的體積增大，質量分數偏高；

②若在滴定終點俯視標準液液面，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質量分數偏低。