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·xH₂O，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。可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Ti^3＋，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti^3＋至全部生成Ti^4＋。

请回答下列问题：

（1）TiCl₄水解生成TiO₂·xH₂O的化学方程式为__________________________。

（2）检验TiO₂·xH₂O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^－1NH₄Fe（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

（1）TiCl4＋（x＋2）H2O＝TiO2·xH2O↓＋4HCl

（2）取少量水洗液，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 ac （4）溶液变为红色

（5） （或%）

（6）①偏高 ②偏低

【解析】

试题分析：（1）该反应的水解方程式是TiCl4＋（x＋2）H2O＝TiO2·xH2O↓＋4HCl。（2）检验Cl－是否被除净可以取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液。（3）NH4Fe（SO4）2溶液中的NH4+、Fe3＋易水解，加入H2SO4使溶液呈酸性从而抑制它们的水解。（4）滴定终点时，有Fe3＋剩余，KSCN遇Fe3＋变红。（5）由TiO2～NH4Fe（SO4）2知w＝×100%。（6）由w＝知，当NH4Fe（SO4）2溅出，则V偏大，w偏大；当滴定终点俯视读数，读得数据偏小，V偏小，则w偏低。

【考点定位】考查水解的应用、物质的除杂、物质的检验、基本实验操作以及误差分析

【名师点晴】该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，难易适中。在注重对基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计能力以及评价能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。