Question

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用．
制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂?xH₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂．
用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺．
请回答下列问题：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂?x H₂O的化学方程式为______．
（2）检验TiO₂?xH₂O中Cl^-是否被除净的方法是______．
（3）滴定终点的现象是______．
（4）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g?mol^-1）试样w g，消耗c mol?L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为______．
（5）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填 偏高、偏低或无影响）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe（SO₄）₂溶液有少量溅出，使测定结果______．②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果．

Answer 1

解：（1）设TiCl₄的系数为1，根据元素守恒，TiO₂?xH₂O的系数为1，HCl的系数为4；再根据O元素守恒，可知H₂O的系数为（2+x），
故答案为：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O↓+4HCl；
（2）沉淀吸附溶液中的Cl^-，根据发生反应：Cl^-+Ag⁺═AgCl↓，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在，
故答案为：取少量水洗液，滴加AgNO₃溶液，不产生白色沉淀，说明Cl^-已除净；
（3）Fe³⁺与Ti³⁺反应，被还原为Fe²⁺，加入KSCN不显红色，当达到滴定终点时，再加入NH₄Fe（SO₄）₂，溶液中Fe³⁺过量，会变成红色，
故答案为：溶液变为红色；
（4）根据得失电子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，其质量分数为：（或%），
故答案为：（或%）；
（5）①NH₄Fe（SO₄）₂溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，百分含量偏大；
②若终点俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏小，
故答案为：偏高；偏低．
分析：（1）根据物质的性质和质量守恒定律书写化学方程式；
（2）检验沉淀是否洗净的方法是，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在氯离子；
（3）因为是用KSCN作指示剂，终点时NH₄Fe（SO₄）₂不再反应，生成血红色的Fe（SCN）₃；
（4）根据得失电子守恒，有：1Ti³⁺～1Fe³⁺，故n（Fe³⁺）=n（Ti³⁺）=n（TiO₂）=cV×10^-3mol，据此计算其质量分数为；
（5）①NH₄Fe（SO₄）₂溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，百分含量偏大；
②若终点俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏小．
点评：本题考查化学实验，涉及基本操作、离子检验和氧化还原滴定等，难度中等，注意对实验原理的理解与对基本操作的掌握．