Question

【题目】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、焙烧除去水分得到固体TiO2。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。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·xH2O的化学方程式为______________________

(2)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4的原因是：____________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的________(填字母代号)。

　

(3)滴定终点的现象是________________________________________。

(4)检验TiO2·xH2O中Cl－是否被除净的方法是________________________。

Answer 1

【答案】 TiCl4+(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4HCl 抑制铁离子的水解，防止生成沉淀 a、c 滴入最后一滴标准液（或滴定液），溶液颜色变红且30秒不褪色（或不恢复原色或不复色） 用一支试管取最后一次洗涤液少量，滴入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀，则已除净，反之未除净

【解析】分析：（1）TiCl4水解生成TiO2·xH2O和氯化氢，根据物质的性质和质量守恒定律书写化学方程式；

（2）根据铁离子水解解答；依据配制溶液实验过程和步骤分析；

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）根据铁离子与KSCN溶液发生显色反应分析；

（4）根据检验氯离子一般用硝酸酸化的硝酸银溶液解答。

详解：（1）设TiCl4的系数为1，根据元素守恒，TiO2xH2O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），因此反应方程式为TiCl4+(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4HCl；

（2）铁离子水解易使配制溶液变浑浊，应加对应酸抑制水解，由于不引入杂质，所以加硫酸抑制NH4Fe(SO4)2水解；配制溶液用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需容量瓶和胶头滴管，答案选ac；

（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，所以滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2，溶液会生成血红色的Fe（SCN）3，溶液会变成红色，因此滴定终点的现象是滴入最后一滴标准液（或滴定液），溶液颜色变红且30秒不褪色（或不恢复原色或不复色）；

（4）沉淀吸附溶液中的Cl-，根据发生反应：Cl-+Ag+＝AgCl↓可知检验TiO2·xH2O中Cl－是否被除净的方法是：用一支试管取最后一次洗涤液少量，滴入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀，则已除净，反之未除净。