Question

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?x H₂O，經(jīng)混合物過(guò)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(cè)定TiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?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(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?x H₂O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）在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需要圖中的

 

（填字母代號(hào)）．

滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

．
（4）判斷下列操作對(duì)TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果的影響（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）：若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中，燒杯中的NH₄Fe（SO₄）₂溶液有少量濺出，使測(cè)定結(jié)果

 

．
（5）滴定分析時(shí)，稱取TiO₂（摩爾質(zhì)量為M g?mol^-1）試樣w g，消耗c mol?L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒定律書(shū)寫化學(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）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，還需要容量瓶和膠頭滴管；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；
（4）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；
（5）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：

cVM

1000W

（或

cVM

10W

%）．

解答： 解：（1）設(shè)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），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
故答案為：TiCl₄+（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）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，還需要容量瓶和膠頭滴管；Fe³⁺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，
故答案為：ac；溶液變?yōu)榧t色；
（4）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，故答案為：偏高；
（5）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：

cVM

1000W

（或

cVM

10W

%），
故答案為：

cVM

1000W

（或

cVM

10W

%）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備、檢驗(yàn)和滴定方法，屬實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，注意基本實(shí)驗(yàn)操作方法，具有一定的難度，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．