Question

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TiO₂?xH₂O，經(jīng)過濾、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)操作如下：首先在一定條件下，把TiO₂溶解并轉(zhuǎn)化為Ti³⁺，再用NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti³⁺至全部轉(zhuǎn)化成Ti⁴⁺．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂?xH₂O的化學(xué)方程式為    ．
（2）檢驗(yàn)TiO₂?xH₂O中Cl^-是否被除凈的方法是    ．
（3）配制NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，加入一定量H₂SO₄的目的是    ；配制溶液使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外，還需要如圖中的    （填字母代號(hào)）．
（4）該滴定操作所用到的指示劑是    ，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是   
（5）滴定分析時(shí)，稱取TiO₂試樣w g，消耗c mol?L^-1NH₄Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則TiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律來書寫化學(xué)方程式；
（2）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，可通過檢驗(yàn)Cl^-離子的方法檢驗(yàn)沉淀是否被洗凈；
（3）鐵離子易水解，配制溶液時(shí)先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需要的儀器可根據(jù)具體的操作步驟選擇；
（4）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
（5）根據(jù)得失電子守恒：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，以此進(jìn)行計(jì)算．
解答：解析：（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）．故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
（2）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：取少量最后一次水洗液，滴加AgNO₃溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明Cl^-已除凈；
（3）鐵離子易水解，配制溶液時(shí)先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，配制溶液使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒、容量瓶和膠頭滴管等，故答案為：抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，a c；
（4）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，故答案為：KSCN溶液；溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色；
（5）根據(jù)得失電子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為或．
故答案為：或．
點(diǎn)評(píng)：本題是圍繞化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綜合性試題，主要考點(diǎn)有：化學(xué)方程式配平、沉淀的洗滌，和溶液的配制、滴定操作及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等．