Question

（14分）纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。

制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂。

用现代分析仪器测定TiO₂粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺ ，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。

注：NH₄Fe（SO₄)₂是一种复盐。请回答下列问题：

（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_________________________。

（2）检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是_________________________。

（3）配制NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是______________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_______（填字母代号）。

（4）滴定终点的现象是__________________________________________。

（5）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗C mol/L NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为___________________。

（6）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe（SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果__   __。

②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。

Answer

（14分）（后两空每空1分，其余每空2分）

（1）TiCl4+（2+x) H2O== TiO2·xH2O+4HCl

（2）取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl-已除净。

（3）抑制NH4Fe（SO4)2水解；A、C

（4）溶液变为红色

（5）

（6）①偏高②偏低

【解析】

试题分析：（1）设TiCl4的系数为1，根据元素守恒，TiO2•xH2O的系数为1，HCl的系数为4；再根据O元素守恒，可知H2O的系数为（2+x），反应为TiCl4+（x+2）H2O==TiO2•xH2O↓+4HCl；

（2）沉淀吸附溶液中的Cl-，根据发生反应：Cl-+Ag+═AgCl↓，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在Cl—；

（3）铁离子水解，应抑制水解，不引入杂质，则加硫酸抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制溶液用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需AC；

（4）Fe3+与Ti3+反应，被还原为Fe2+，加入KSCN不显红色，当达到滴定终点时，再加入NH4Fe（SO4）2，溶液中Fe3+过量，会变成红色，故当溶液变为红色时为滴定终点；

（5）根据得失电子守恒，有：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=CV×10-3mol，其质量分数为CVM/1000w或CVM/10w%；

（6）①NH4Fe（SO4）2溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，则测定结果中百分含量偏高；②若终点俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏小．

考点：