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、焙燒除去水分得到固體TiO2。用現(xiàn)代分析儀器測(cè)定TiO2粒子的大小。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)回答下列問題：

(1)TiCl4水解生成TiO2·xH2O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)的現(xiàn)象是________________________________________。

(4)檢驗(yàn)TiO2·xH2O中Cl－是否被除凈的方法是________________________。

Answer 1

【答案】 TiCl4+(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4HCl 抑制鐵離子的水解，防止生成沉淀 a、c 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液（或滴定液），溶液顏色變紅且30秒不褪色（或不恢復(fù)原色或不復(fù)色） 用一支試管取最后一次洗滌液少量，滴入幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀，則已除凈，反之未除凈

【解析】分析：（1）TiCl4水解生成TiO2·xH2O和氯化氫，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式；

（2）根據(jù)鐵離子水解解答；依據(jù)配制溶液實(shí)驗(yàn)過程和步驟分析；

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氯離子；

（3）根據(jù)鐵離子與KSCN溶液發(fā)生顯色反應(yīng)分析；

（4）根據(jù)檢驗(yàn)氯離子一般用硝酸酸化的硝酸銀溶液解答。

詳解：（1）設(shè)TiCl4的系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒，TiO2xH2O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），因此反應(yīng)方程式為TiCl4+(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4HCl；

（2）鐵離子水解易使配制溶液變渾濁，應(yīng)加對(duì)應(yīng)酸抑制水解，由于不引入雜質(zhì)，所以加硫酸抑制NH4Fe(SO4)2水解；配制溶液用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡(jiǎn)外，還需容量瓶和膠頭滴管，答案選ac；

（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+過量，所以滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2，溶液會(huì)生成血紅色的Fe（SCN）3，溶液會(huì)變成紅色，因此滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液（或滴定液），溶液顏色變紅且30秒不褪色（或不恢復(fù)原色或不復(fù)色）；

（4）沉淀吸附溶液中的Cl-，根據(jù)發(fā)生反應(yīng)：Cl-+Ag+＝AgCl↓可知檢驗(yàn)TiO2·xH2O中Cl－是否被除凈的方法是：用一支試管取最后一次洗滌液少量，滴入幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀，則已除凈，反之未除凈。