Question

【題目】納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，經(jīng)過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙燒除去水分得到固體TiO2。實(shí)驗(yàn)室用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：一定條件下，將TiO2溶解并還原為T(mén)i3+，再以KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學(xué)方程式為_________________________________。

（2）配制NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，加入一定量H2SO4的原因是_________________________。

（3）NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液盛裝在___________（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________。若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，仰視標(biāo)準(zhǔn)液液面使測(cè)定結(jié)果________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。

（4）滴定分析時(shí)，稱(chēng)取TiO2（摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1）試樣w g，消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為__________________________。

Answer 1

【答案】 TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl 抑制NH4Fe(SO4)2水解 酸式 溶液變?yōu)榧t色，半分鐘內(nèi)紅色不褪去 偏高 ×100%

【解析】（1）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒定律書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

（2）NH4Fe（SO4）2易水解，故需加入一定量的稀硫酸抑制水解；

(3) NH4Fe(SO4)2易水解顯酸性，因?yàn)槭怯肒SCN作指示劑，終點(diǎn)時(shí)NH4Fe（SO4）2不再反應(yīng)，生成血紅色的Fe（SCN）3；滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，仰視標(biāo)準(zhǔn)液液面讀取的體積比實(shí)際消耗的體積偏大；

（4）根據(jù)得失電子守恒分析；

(1)設(shè)TiCl4的系數(shù)為1,根據(jù)元素守恒,TiO2xH2O的系數(shù)為1,HCl的系數(shù)為4;再根據(jù)O元素守恒,可知H2O的系數(shù)為(2+x),反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl 故答案為：TCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl

(2) NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解,故答案為：抑制NH4Fe(SO4)2水解；

（3）NH4Fe(SO4)2易水解顯酸性，因此NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液盛裝在堿式滴定管中，F(xiàn)e3+與Ti3+反應(yīng)，被還原為Fe2+，加入KSCN不顯紅色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，再加入NH4Fe（SO4）2，溶液中Fe3+過(guò)量，會(huì)變成紅色，若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，若終點(diǎn)仰視滴定管，讀取的體積比實(shí)際消耗的體積偏大，使測(cè)定結(jié)果偏高，故答案為：酸式、溶液變?yōu)榧t色，半分鐘內(nèi)紅色不褪去、偏高

（4）根據(jù)得失電子守恒，有：1Ti3+～1Fe3+，故n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ×100%，故答案為： ×100%