Question

19．納米TiO₂在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)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(jīng)過濾、水洗，再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO₂．用現(xiàn)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(zhì)量分數(shù)：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•x H₂O的化學方程式為TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl
（2）玻璃棒有多種用途，下列實驗操作中玻璃棒的作用完全相同的是BC（填字母）
①測定醋酸鈉溶液的pH            ②加熱食鹽溶液制備NaCl晶體
③配制0.1mol/L的硫酸溶液        ④用淀粉-KI試紙檢驗溶液中氧化性離子
⑤配制10%的硫酸鈉溶液
A．①⑤B．②⑤C．①④D．③④
（3）水洗時檢驗TiO₂•x H₂O已洗凈的方法是取少量水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已除凈
（4）下列可用于測定TiO₂粒子大小的方法是d（填字母代號）
a．核磁共振氫譜     b．紅外光譜法     c．質(zhì)譜法      d．透射電子顯微鏡法
（5）滴定終點的現(xiàn)象是溶液變成紅色且半分鐘內(nèi)不褪色
（6）滴定分析時，稱取TiO₂（摩爾質(zhì)量為Mg•mol^-1）試樣w g，消耗c mol•L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂標準溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分數(shù)表達式為$\frac{cVM}{10w}$%
（7）下列操作會導致TiO₂質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果偏高的是B
A．滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面
B．配制標準溶液時，燒杯中的NH₄Fe（SO₄）₂溶液有少量濺出
C．容量瓶清洗之后，未干燥
D．配制標準溶液定容時，俯視刻度線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒定律書寫化學方程式；
（2）①測定醋酸鈉溶液的pH，玻璃棒是用來蘸取用待測溶液；
②加熱食鹽溶液制備NaCl晶體，玻璃棒是攪拌避免局部受熱液體飛濺；
③配制0.1mol/L的硫酸溶液，玻璃棒是加快溶解，引流作用；
④用淀粉-KI試紙檢驗溶液中氧化性離子，玻璃棒蘸取溶液滴在試紙上檢驗；
⑤配制10%的硫酸鈉溶液，玻璃棒起到攪拌加速溶解的作用；
（3）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；
（4）核磁共振譜用于測有機物中含有多少種氫原子；紅外光譜分析有機物含有何種化學鍵和官能團；質(zhì)譜法常用于測有機物相對分子質(zhì)量；透射電子顯微鏡可以觀察到微粒的大小，依此來進行判斷；
（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(jù)n=cV計算n（Fe³⁺），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（Ti³⁺），再根據(jù)Ti原子守恒計算n（TiO₂），根據(jù)m=nM計算m（TiO₂），進而計算TiO₂的質(zhì)量分數(shù)；
（7）NH₄Fe（SO₄）₂溶液濺出，其物質(zhì)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(zhì)量分數(shù)偏�。谎鲆晞t相反，容量瓶是否干燥無影響．

解答 解：（1）設TiCl₄的系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒，TiO₂•xH₂O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），
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl；
（2）①測定醋酸鈉溶液的pH，玻璃棒是用來蘸取用待測溶液；
②加熱食鹽溶液制備NaCl晶體，玻璃棒是攪拌避免局部受熱液體飛濺；
③配制0.1mol/L的硫酸溶液，玻璃棒是加快溶解，引流作用；
④用淀粉-KI試紙檢驗溶液中氧化性離子，玻璃棒蘸取溶液滴在試紙上檢驗；
⑤配制10%的硫酸鈉溶液，玻璃棒起到攪拌加速溶解的作用，
實驗操作中玻璃棒的作用完全相同的是②⑤，①④，
故答案為：BC；
（3）沉淀吸附溶液中的Cl^-，根據(jù)F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(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已除凈；
（4）核磁共振譜用于測有機物中含有多少種氫原子；紅外光譜分析有機物含有何種化學鍵和官能團；質(zhì)譜法常用于測有機物相對分子質(zhì)量；透射電子顯微鏡可以觀察到微粒的大小，故答案為：d；
（5）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：溶液變成紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；
（6）n（Fe³⁺）=c mol/L×V×10^-3L=cV×10^-3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知n（Ti³⁺）=n（Fe³⁺）=cV×10^-3mol，再根據(jù)Ti原子守恒n（TiO₂）=cV×10^-3mol，故m（TiO₂）=cV×10^-3mol×Mg/mol=cVM×10^-3g，故TiO₂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{cVM×1{0}^{-3}g}{wg}$×100%=$\frac{cVM}{10w}$%；
故答案為：$\frac{cVM}{10w}$%；
（7）A、若終點俯視滴定管，讀取的體積比實際消耗的體積偏小，質(zhì)量分數(shù)偏小，故A不選；
B、NH₄Fe（SO₄）₂溶液濺出，其物質(zhì)的量濃度減小，消耗的體積增大，百分含量偏大，故B選；
C、容量瓶是否干燥無影響，故C不選；
d、配制標準溶液定容時，俯視刻度線，體積未到刻度線，標準溶液濃度增大，滴定消耗體積減小，測定結(jié)果偏低，故D不選；
故答案為：B．

點評 本題主要考查物質(zhì)的制備、溶液的配制、含量測定等基本實驗操作，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)為解題的關(guān)鍵，學習中注意積累，