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(xué)方程式為

 

；
（2）配制NH₄Fe（SO₄）₂標準溶液時，加入一定量H₂SO₄的原因是

 

；
（3）在配制標準溶液時，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）．

滴定終點的現(xiàn)象是

 

．
（4）判斷下列操作對TiO₂質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果的影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）：若在配制標準溶液過程中，燒杯中的NH₄Fe（SO₄）₂溶液有少量濺出，使測定結(jié)果

 

．
（5）滴定分析時，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標準溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分數(shù)表達式為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(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；因為是用KSCN作指示劑，終點時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)量分數(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：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)量分數(shù)為：

cVM

1000W

（或

cVM

10W

%），
故答案為：

cVM

1000W

（或

cVM

10W

%）．

點評：本題考查制備、檢驗和滴定方法，屬實驗問題，注意基本實驗操作方法，具有一定的難度，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．