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TiO2x H2O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，還需要如圖中的______（填字母代號(hào)）

(3)滴定分析時(shí)，稱取TiO2（摩爾質(zhì)量為M gmol-1）試樣w g，消耗c molL-1 NH4Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為______．

(4)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=TiO2x H2O↓+4HCl 抑制Fe3+水解 ac ×100% 偏高 偏低

【解析】

（1）TiCl4水解生成TiO2x H2O和HCl，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

（2）Fe3+水解易使溶液變渾濁，應(yīng)加入對(duì)應(yīng)的酸抑制其水解，根據(jù)配制溶液的過(guò)程和步驟進(jìn)行分析，需要的儀器是容量瓶和膠頭滴管；

（3）根據(jù)得失電子守恒有Ti3+~Fe3+，因此n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol，據(jù)此計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（4）①燒杯中的NH4Fe（SO4）2溶液有少量濺出，物質(zhì)的量濃度減小，消耗的體積增大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大；

②若在滴定終點(diǎn)俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，讀取的體積比實(shí)際消耗的體積偏小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。

（1）設(shè)TiCl4的計(jì)量數(shù)為1，根據(jù)原子守恒，TiO2x H2O的計(jì)量數(shù)為1，HCl的系數(shù)為4，再根據(jù)O元素守恒，可知H2O的計(jì)量數(shù)為(2+x)，反應(yīng)為：TiCl4+(2+x) H2O=TiO2x H2O↓+4HCl；

（2）Fe3+水解易使溶液變渾濁，應(yīng)加入對(duì)應(yīng)的酸抑制其水解，為了不引入新的雜質(zhì)，所以加入硫酸；配制溶液時(shí)稱量需要托盤(pán)天平，溶解時(shí)需要燒杯和玻璃棒，轉(zhuǎn)移溶液需要容量瓶和玻璃棒，定容過(guò)程需要膠頭滴管，因此還需要圖中的容量瓶和膠頭滴管；

（3）根據(jù)得失電子守恒有Ti3+~Fe3+，因此n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%

（4）①燒杯中的NH4Fe（SO4）2溶液有少量濺出，物質(zhì)的量濃度減小，消耗的體積增大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高；

②若在滴定終點(diǎn)俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，讀取的體積比實(shí)際消耗的體積偏小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。