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·x H₂O，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：

⑴ TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化學方程式為_______________________________。

⑵ 檢驗TiO₂·x H₂O中Cl^-是否被除凈的方法是______________________________。

⑶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、量簡外，還需要下圖中的_____（填字母代號）。

                        

       a           b         c         d          e

(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) 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

⑴ TiCl₄ + (2+x)H₂O == TiO₂﹒XH₂O + 4HCl

⑵  去上層清液加入硝酸銀和稀硝酸如無沉淀產生說明已經洗凈。

⑶抑制三價鐵水解；ac。

(4) 溶液由無色變為紅色，且半分鐘內不變色。

(5) 。

(6) ①高。②低。

解析:

本題是圍繞化學實驗設計的綜合性試題，主要考點有：化學方程式配平、沉淀的洗滌、顆粒大小的測量方法，和溶液的配制、滴定操作及誤差分析，質量分數的計算等。(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)。

(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。

(3) NH₄Fe(SO₄)₂易水解，故需加入一定量的稀硫酸抑制水解；配制一定物質的量濃度的溶液，還需要容量瓶和膠頭滴管。

(5)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。

(6)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。

(7) NH₄Fe(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；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。