Question

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?

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．用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小．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Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+．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）下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是______（填字母代号）．a．核磁共振法　　　 b．红外光谱法　　　 c．质谱法　　　 d．透射电子显微镜法（4）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、量简外，还需图中的______（填字母代号）．（5）滴定终点的现象是______．（6）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______．（7）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______．若在配制标准溶液过程中，俯视定容，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

（1）1）设TiCl₄的系数为1，根据元素守恒，TiO₂?xH₂O的系数为1，HCl的系数为4；再根据O元素守恒，可知H₂O的系数为（2+x），反应为TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl，故答案为：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
（2）沉淀吸附溶液中的Cl^-，根据发生反应：Cl^-+Ag⁺═AgCl↓，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在，
故答案为：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）a、b用于测定有机物分子结构，c用于测定相对分子质量，只有d可用于测定TiO₂粒子大小，故答案为：d；
（4）铁离子水解，应抑制水解，不引入杂质，则加硫酸抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，配制溶液用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需ac，
故答案为：抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解；ac；
（5）Fe³⁺与Ti³⁺反应，被还原为Fe²⁺，加入KSCN不显红色，当达到滴定终点时，再加入NH₄Fe（SO₄）₂，溶液中Fe³⁺过量，会变成红色，
故答案为：溶液变为红色；
（6）根据得失电子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其质量分数为

CVM

1000w

或

cVM

10w

%，
故答案为：

CVM

1000w

或

cVM

10w

%；
（7）①NH₄Fe（SO₄）₂溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，则测定结果中百分含量偏高；在配制标准溶液过程中，俯视定容，体积偏小，
其物质的量浓度偏大，消耗的体积减小，则测定结果中百分含量偏低，
故答案为：偏高；偏低；
②若终点俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏小，故答案为：偏低．