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。

用現代分析儀器測定TiO2粒子的大小。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)檢驗TiO2·xH2O中Cl－是否被除凈的方法是__________________________________。

(3)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，還需要下圖中的________(填字母代號)。

(4)滴定終點的現象是_____________________________________________________。

(5)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__________________________________________。

(6)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________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】TiCl4＋(x＋2)H2O=TiO2·xH2O↓＋4HCl 取最后一次水洗液少許于試管中，滴加AgNO3溶液，不產生白色沉淀，說明Cl－已除盡 抑制NH4Fe(SO4)2水解 a、c 溶液變為紅色，且半分鐘內紅色不褪去 ×100% 偏低

【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）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）NH4＋和Fe2＋都能發生水解，溶液呈酸性；

（4）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；

（5）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；

（6）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。

（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），

故答案為：TiCl4+（x+2）H2O=TiO2xH2O↓+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）加入一定量H2SO4的原因：NH4＋和Fe2＋都能發生水解，溶液呈酸性，加H2SO4提高H2SO4的濃度，抑制 NH4Fe(SO4)2水解；

配制一定物質的量濃度的溶液需要用到的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒、容量瓶和膠頭滴管等；

答案選a、c；

（4）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；

（5）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：（或%）；

（6）若終點俯視滴定管，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質量分數偏低。