Question

【題目】納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領域有著極其廣泛的應用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，經過濾、水洗除去其中的Cl－，再烘干、焙燒除去水分得到固體TiO2。用現代分析儀器測定TiO2粒子的大小。用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：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標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。請回答下列問題：

(1)TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學方程式為______________________

(2)配制NH4Fe(SO4)2標準溶液時，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)。

　

(3)滴定終點的現象是________________________________________。

(4)檢驗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 滴入最后一滴標準液（或滴定液），溶液顏色變紅且30秒不褪色（或不恢復原色或不復色） 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，根據物質的性質和質量守恒定律書寫化學方程式；

（2）根據鐵離子水解解答；依據配制溶液實驗過程和步驟分析；

檢驗沉淀是否洗凈的方法是，取少量洗滌液，檢驗溶液中溶解的離子是否還存在氯離子；

（3）根據鐵離子與KSCN溶液發生顯色反應分析；

（4）根據檢驗氯離子一般用硝酸酸化的硝酸銀溶液解答。

詳解：（1）設TiCl4的系數為1，根據元素守恒，TiO2xH2O的系數為1，HCl的系數為4；再根據O元素守恒，可知H2O的系數為（2+x），因此反應方程式為TiCl4+(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4HCl；

（2）鐵離子水解易使配制溶液變渾濁，應加對應酸抑制水解，由于不引入雜質，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、量簡外，還需容量瓶和膠頭滴管，答案選ac；

（3）Fe3+與Ti3+反應，被還原為Fe2+，加入KSCN不顯紅色，當達到滴定終點時，再加入NH4Fe(SO4)2，溶液中Fe3+過量，所以滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2，溶液會生成血紅色的Fe（SCN）3，溶液會變成紅色，因此滴定終點的現象是滴入最后一滴標準液（或滴定液），溶液顏色變紅且30秒不褪色（或不恢復原色或不復色）；

（4）沉淀吸附溶液中的Cl-，根據發生反應：Cl-+Ag+＝AgCl↓可知檢驗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。