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?x H2O，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?x H2O的化学方程式为______．（2）检验TiO2?x H2O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．滴定法 b．重量法 c．排液量气法 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，还需要图中的______（填字母代号）．（5）滴定Ti3+时的离子方程式为______；滴定终点的现象是______；该现象的离子方程式______．（6）称取TiO2（式量为M）试样w g，配成100mL溶液，取出25mL，进行滴定分析，消耗c mol?L-1 NH4Fe（SO4）2标准溶液V mL．TiO2质量分数表达式为______．（7）下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是______．a、滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面．b、配制标准溶液时，烧杯中的NH4Fe（SO4）2溶液有少量溅出．c、容量瓶清洗之后，未干燥． d、配制标准溶液定容时，俯视刻度线．



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Answer 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），故答案为：TiCl₄+（x+2）H₂OTiO₂?xH₂O↓+4HCl；
（2）沉淀吸附溶液中的Cl^-，根据F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）核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子；红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团；质谱法常用于测有机物相对分子质量；透射电子显微镜可以观察到微粒的大小，故答案为：d；
（4）NH₄Fe（SO₄）₂易水解，故需加入一定量的稀硫酸抑制水解；配制一定物质的量浓度的溶液，还需要容量瓶和胶头滴管，故答案为：抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解；a、c；
（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：Ti³⁺+Fe³⁺═Ti⁴⁺+Fe²⁺；溶液变红，且30s不褪色；3SCN^-+Fe³⁺Fe（SCN）₃；
（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

250w

，故答案为：

cVM

250w

； 
（7）a、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a不选；
b、NH₄Fe（SO₄）₂溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，百分含量偏大，故b选；
c、容量瓶是否干燥无影响，故c不选；
d、若终点仰视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏大，质量分数偏大，故d选；
故答案为：bd．