Question

16．II、氧化還原滴定法實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用較為廣泛的方法．制備納米TiO₂的方法之一是TiCl₄在加熱條件下水解生成TiO₂•xH₂O，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、水洗除去其中的Cl^-，再經(jīng)烘干、焙燒除去水分，最后得到粉體TiO₂．
可用氧化還原滴定法測(cè)定TiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．在一定條件下，將粉體溶解并將溶液中的Ti^2-氧化為T(mén)i³⁺，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⁺．【注：NH₄Fe（SO₄）₂是一種復(fù)鹽，含有兩種陽(yáng)離子】．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂•xH₂O的化學(xué)方程式為T(mén)iCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂•xH₂O↓+4HCl．
（2）配制NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，加入一定量稀H₂SO₄的原因是抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需用到圖中的ac（填序號(hào)）

檢驗(yàn)TiO₂•xH₂O中Cl^-是否被除凈的方法是取少量最后一次水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明Cl^-已除凈．
（3）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰H₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)．
（4）滴定分析時(shí)，稱取TiO₂（摩爾質(zhì)量為M g•mol^-1）粉體試樣wg，消耗v mlc mol•L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液．則TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為$\frac{cVM}{10W}%$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒定律書(shū)寫(xiě)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；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；溶液中生成TiO₂•xH₂O沉淀，固體具有較強(qiáng)的吸附能力，會(huì)吸附溶液中的Cl^-離子，可通過(guò)檢驗(yàn)Cl^-離子的方法檢驗(yàn)沉淀是否被洗凈；
（3）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）根據(jù)得失電子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

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；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，則還需要ac，溶液中生成TiO₂•xH₂O沉淀，固體具有較強(qiáng)的吸附能力，會(huì)吸附溶液中的Cl^-離子，可通過(guò)檢驗(yàn)Cl^-離子的方法檢驗(yàn)沉淀是否被洗凈，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法是，取少量洗滌液，檢驗(yàn)溶液中溶解的離子是否還存在，
故答案為：抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解；ac；取少量最后一次水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明Cl^-已除凈；
（3）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)變成紅色半分鐘內(nèi)不變，
故答案為：溶液變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不變；
（4）根據(jù)得失電子守恒，有：Ti³⁺～Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{cV×1{0}^{-3}mol×Mg/mol}{Wg}$×100%=$\frac{cVM}{10W}%$，
故答案為：$\frac{cVM}{10W}%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)和滴定方法，題目難度中等，注意掌握化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)基本操作方法，明確中和滴定操作方法及誤差分析方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．