Question

【題目】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TiO2xH2O，經(jīng)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TiO2xH2O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__________；使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需要下圖中的__________（填字母代號(hào)）。

（3）滴定終點(diǎn)的判定現(xiàn)象是________________________________________。

（4）滴定分析時(shí)，稱取TiO2（摩爾質(zhì)量為M g/mol）試樣wg，消耗c mol/LNH4Fe(SO4)2 標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為______________________________。

（5）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”）。

①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__________。

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，使測(cè)定結(jié)果__________。

Answer 1

【答案】TiCl4＋(2＋x)H2O=TiO2·xH2O↓＋4HCl抑制NH4Fe(SO4)2水解AC溶液變成紅色（或）偏高偏低

【解析】

（1）根據(jù)原子守恒可知TiCl4水解生成TiO2xH2O的化學(xué)方程式為TiCl4＋(2＋x)H2O＝TiO2·xH2O↓＋4HCl；

（2）NH4＋水解：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，因此加入硫酸的目的是抑制NH4Fe(SO4)2的水解；根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制過(guò)程可知配制NH4Fe(SO4)2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，還需要用到容量瓶和膠頭滴管，即AC正確；

（3）根據(jù)要求是Fe3＋把Ti3＋氧化成Ti4＋，本身被還原成Fe2＋，因此滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色；

（4）根據(jù)得失電子數(shù)目守恒可知n(Ti3＋)×1＝n[NH4Fe(SO4)2]×1＝0.001cV mol，根據(jù)原子守恒可知n(TiO2)＝n(Ti3＋)＝0.001cV mol，所以TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；

（5）①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，造成所配溶液的濃度偏低，在滴定實(shí)驗(yàn)中，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積增大，因此所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高；

②滴定終點(diǎn)時(shí)，俯視刻度線，讀出的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏小，因此所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。