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，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：

（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为                                  

（2）玻璃棒有多种用途，下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是    （填字母）

①测定醋酸钠溶液的pH           ②加热食盐溶液制备NaCl晶体    

③配制0.1mol/L的硫酸溶液        ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子  

⑤配制10%的硫酸钠溶液

A．①⑤            B．②⑤          C．①④        D．③④

（3）水洗时检验TiO₂·x H₂O已洗净的方法是                                    

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

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

（5）滴定终点的现象是                                                        

（6）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为Mg·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            %

（7）下列操作会导致TiO₂质量分数测定结果偏高的是      

A. 滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面

B. 配制标准溶液时，烧杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出

C. 容量瓶清洗之后，未干燥

D．配制标准溶液定容时，俯视刻度线

Answer

（1）TiCl4+(2+x) H2OTiO2·xH2O↓+4HCl （2）BC

（3）取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明沉淀已洗净

（4）d （5）溶液变成红色且半分钟内不褪色 （6） （7）B

【解析】

试题分析：（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），化学方程式为TiCl4+(2+x) H2OTiO2·xH2O↓+4HCl；

（2）①测定醋酸钠溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定；②加热食盐溶液制备NaCl晶体，玻璃棒搅拌避免局部受热固体飞溅；③配制O.1mol/L的H2SO4溶液，搅拌引流作用；④用KI淀粉试纸检验溶液中氧化性离子，玻璃棒蘸取溶液滴在KI淀粉试纸上测定；⑤配制10%的硫酸钠溶液，玻璃棒搅拌加速溶解；所以②⑤和①④符合，答案选BC。

（3）沉淀吸附溶液中的Cl-，根据反应：Cl-+Ag+═AgCl↓，取少量洗涤液，检验溶液中是否还存在Cl－即可，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，说明沉淀已洗净。

（4）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，答案选d。

（5）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，所以滴定终点的现象是溶液变成红色且半分钟内不褪色。

（6）根据得失电子守恒，有：1Ti3+～1Fe3+，所以n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=cV×10-3mol，质量分数为：%。

（7）A. 滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，导致末读数据读小了，标准液的体积偏小，测定结果偏低，错误；B. 配制标准溶液时，烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出，物质的量浓度减小，消耗的体积增大，测定结果偏高，正确；C. 容量瓶清洗之后，未干燥对测定结果无影响，错误；D.配制标准溶液定容时，若俯视刻度线，溶液体积比实际体积偏小，所配溶液浓度偏大，导致消耗标准液的体积偏小，测定结果偏低，错误；答案选B。

考点：考查用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数，化学方程式的书写，玻璃棒的作用等知识。