问题标题:
【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】
问题描述:

 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:

⑴TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为_______________________________。

⑵检验TiO2·xH2O中Cl-是否被除净的方法是______________________________。

⑶下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是_____________________(填字母代号)。

a.核磁共振法   b.红外光谱法   c.质谱法   d.透射电子显微镜法

⑷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、量简外,还需要下图中的_____(填字母代号)。

 

                       

a        b     c        d        e

⑸滴定终点的现象是___________________________________________________。

⑹滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样wg,消耗cmol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则TiO2质量分数表达式为_________________________。

⑺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_________。

 

 

单东回答:
   解析:(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)。   (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。   (3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子;红外光谱分析有机物含有何种化学键和官能团;质谱法常用于测有机物相对分子质量;透射电子显微镜可以观察到微粒的大小。   (4)NH4Fe(SO4)2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。   (5)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。   (6)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×mol,其质量分数为。   (7)NH4Fe(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;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。   答案:   (1)TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O+4HCl   (2)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)d   (4)抑制NH4Fe(SO4)2水解  a c   (5)溶液变成红色   (6)   (7)偏高 偏低   命题立意:本题是围绕化学实验设计的综合性试题,主要考点有:化学方程式配平、沉淀的洗涤、颗粒大小的测量方法,和溶液的配制、滴定操作及误差分析,质量分数的计算等。    
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