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16.II、氧化还原滴定法实际生产中运用较为广泛的方法.制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4在加热条件下水解生成TiO2•xH2O,经过过滤、水洗除去其中的Cl-,再经烘干、焙烧除去水分,最后得到粉体TiO2
可用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数.在一定条件下,将粉体溶解并将溶液中的Ti2-氧化为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.【注:NH4Fe(SO42是一种复盐,含有两种阳离子】.请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl.
(2)配制NH4Fe(SO42标准溶液时,加入一定量稀H2SO4的原因是抑制NH4Fe(SO42水解,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需用到图中的ac(填序号)

检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净的方法是取少量最后一次水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净.
(3)滴定终点的现象是:当滴入最后一滴NH4Fe(SO42标准溶液时.
(4)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g•mol-1)粉体试样wg,消耗v mlc mol•L-1 NH4Fe(SO42标准溶液.则TiO2质量分数表达式为$\frac{cVM}{10W}%$.

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)NH4Fe(SO42易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管;溶液中生成TiO2•xH2O沉淀,固体具有较强的吸附能力,会吸附溶液中的Cl-离子,可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净;
(3)因为是用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO42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,计算其质量分数.

解答 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),反应的化学方程式为:TiCl4+(x+2)H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl;
故答案为:TiCl4+(x+2)H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl;
(2)NH4Fe(SO42易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和胶头滴管,则还需要ac,溶液中生成TiO2•xH2O沉淀,固体具有较强的吸附能力,会吸附溶液中的Cl-离子,可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净,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,
故答案为:抑制NH4Fe(SO42水解;ac;取少量最后一次水洗液,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(SO42,溶液中Fe3+过量,会变成红色半分钟内不变,
故答案为:溶液变为红色且半分钟内不变;
(4)根据得失电子守恒,有:Ti3+~Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为:$\frac{cV×1{0}^{-3}mol×Mg/mol}{Wg}$×100%=$\frac{cVM}{10W}%$,
故答案为:$\frac{cVM}{10W}%$.

点评 本题考查物质的制备、检验和滴定方法,题目难度中等,注意掌握化学基本实验基本操作方法,明确中和滴定操作方法及误差分析方法,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列装置或操作能达到实验目的(必要的夹持装置及石棉网已省略)的是(  )
A.
实验室制乙烯
B.
实验室制乙炔并验证乙炔能发生氧化反应
C.
实验室中分馏石油
D.
若甲为硫酸,乙为贝壳粉,丙为苯酚钠溶液,验证硫酸、碳酸、苯酚酸性的强弱

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列实验中不能观察到明显变化的是(  )
A.把溴水滴加到淀粉KI溶液中
B.把Cl2通入FeCl2溶液中
C.把绿豆大的钾投入少量水中
D.把一段打磨过的镁带放入少量冷水中

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.依据事实,写出反应(1)(2)(3)的热化学方程式,写出反应(4)燃烧热的热化学方程式.
(1)0.5mol N2(气态)与H2(气态)反应,生成NH3(气态)放出46.1kJ的热量.
(2)2mol N2(气态)与O2(气态)反应,生成NO(气态)吸收136kJ的热量.
(3)卫星发射可用肼(N2H4)作燃料,2mol N2 H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(液态)放出1244kJ的热量.
(4)汽油的重要成分是辛烷(C8 H18),0.5mol C8 H18(液态)在O2中充分燃烧,放出2759kJ的热量.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

11.工业纯碱中常含有NaCl、Na2SO4等杂质,可用如图所示的装置测定工业纯碱中有效成分的含量.
实验过程的主要步骤是:
①准确称取干燥试样x g(x>2),放入广口瓶C中.
②准确称量装有碱石灰的干燥管的质量为y g.
③从分液漏斗中缓缓注入稀硫酸,至不再产生气体为止.
④缓缓鼓入空气数分钟,然后将干燥管取下,准确称其质量为W g.
根据以上实验,填写下列空格:
(1)装置A的作用是除去空气中的CO2,如果不用装置A,会导致实验结果偏大(填“大”、“小”或“不变”,下同).
(2)装置B的作用是吸收水分,干燥CO2,如果不用装置B,会导致实验结果偏大.
(3)通入空气的作用是使广口瓶中由Na2CO3与H2SO4反应产生的CO2排出.如果不通入空气,会导致实验结果偏小.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO42•6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试剂,常用于代替硫酸亚铁.硫酸亚铁铵在 500℃时隔绝空气加热完全分解.回答下列问题:
(1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和SO2
(2)为检验分解产物的成份,设计如图所示实验装置进行实验,加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全.

①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是使分解产生的气体在B、C中被吸收充分.
②为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有BD.
A.KSCN溶液    B.稀硫酸     C.浓盐酸  D.KMnO4溶液
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成,若含有该气体,观察到的现象为溶液变浑浊.
④若A中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为bmol,C中沉淀物质的量为amol,则b小于a(填“大于”、“小于”或“等于”)
⑤实验中,观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+(用离子方程式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关.工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取,所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案.请回答下列有关问题:
方案一:沉淀分析法
(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀过滤(填操作)、洗涤、烘干、称量,洗涤沉淀的操作是向过滤器中的沉淀加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然流下,重复2~3次.
方案二:气体分析法
(2)把一定量的样品与足量盐酸反应后,用图1所示装置测定产生CO2的体积,为了确保测定结果的准确性,B中的溶液最好采用饱和NaHCO3溶液,但选用该溶液后实验结果仍然不够准确,其原因是CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2

方案三:质量差分析法
(3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应,采用图2所示装置,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量,利用其质量差求算样品的纯度.
该实验的操作步骤有:①在干燥管内填满碱石灰,质量为m g;②取n g样品装入广口瓶中;③检验装置的气密性;④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为w g;⑤关闭止水夹;⑥打开止水夹;⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑧缓慢鼓入空气数分钟.
Ⅰ.正确的操作顺序是(填序号):
③-→②-→⑥-→⑧-→⑤-→①-→⑦-→⑥-→④.
Ⅱ.若去掉装置A,测定结果偏大;若去掉装置B,测定结果偏大(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.自2016 年1月确定113号、115号、117号和118号元素的命名权起,元素周期表第七周期即被填满. 根据所学知识,第七周期中第一电离能(I1)比115号元素大的主族元素有(  )种.
A.1B.2C.3D.不能确定

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.将乙烯通入溴的CCl4溶液中.下列说法错误的是(  )
A.溶液褪色B.有沉淀物生成C.生成物不属于烃D.产物没有双键

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