Question

納米TiO₂在涂料、光催化、化妝品等領域有著極其廣泛的應用。

（1）工業上二氧化鈦的制備是：  資料卡片：

物質熔點SiCl₄ －70 ℃ 、 TiCl₄ －25 ℃；物質沸點SiCl₄57.6 ℃、TiCl₄136.5 ℃

Ⅰ．將干燥后的金紅石（主要成分TiO₂，主要雜質SiO₂）與碳粉混合裝入氯化爐中，在高溫下通入Cl₂反應，制得混有SiCl₄雜質的TiCl₄。 

Ⅱ．將SiCl₄分離，得到純凈的TiCl₄。

Ⅲ．在TiCl₄中加水、加熱，水解得到沉淀TiO₂·xH₂O。

Ⅳ．經過濾、水洗除去其中的Cl^—，再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO₂ 。

①在常溫下分離TiCl₄與SiCl₄所采取的操作名稱是              ；

②Ⅲ中反應的化學方程式是                                   ；

③ 檢驗TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除凈的方法是______________________________。

（2）TiO₂粒子的大小可以用現代分析儀器測定，而用氧化還原滴定法可測定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⁺。回答下列問題：

①下列可用于測定TiO₂粒子大小的方法是_____________________（填字母代號）。

a.核磁共振法    b.紅外光譜法    c.質譜法    d.透射電子顯微鏡法

②配制NH₄Fe(SO₄)₂標準溶液時，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滴定分析時，稱取TiO₂（摩爾質量為M g·mol^－1）試樣w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂標準溶液V mL，則TiO₂質量分數表達式為_________________________。

⑤若在配制標準溶液過程中，燒杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量濺出，對TiO₂質量分數測定結果的影響_________________________。（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）

 

Answer 1

【答案】

（1）①蒸餾   ②TiCl₄+(2+x) H₂O= TiO₂·xH₂O+4HCl

③檢驗沉淀是否洗凈的方法是：取少量洗滌液，檢驗洗滌液中溶解的離子是否還存在Cl—。

（2）①核磁共振譜用于測有機物中含有多少種氫原子；紅外光譜分析有機物含有何種化學鍵和官能團；質譜法常用于測有機物相對分子質量；透射電子顯微鏡可以觀察到微粒的大小。  d    ②a  c    ③溶液變成紅色，30秒內不變色    ④根據得失電子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺,故n(Fe³⁺)= n(Ti³⁺)= n(TiO₂)=cV×10^-3mol，其質量分數為。

⑤NH₄Fe(SO₄)₂溶液濺出，其物質的量濃度減小，消耗的體積增大，百分含量偏大；

【解析】略