Question

【題目】納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2xH2O，經(jīng)過濾、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2。用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取17.2gTiO2樣品在一定條件下溶解并還原為Ti3+，將溶液加水稀釋配成250mL溶液；取出25.00mL該溶液于錐形瓶中，滴加KSCN溶液作指示劑，用0.5mol/L的NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。請(qǐng)回答下列問題：

（1）如圖分別是溫度計(jì)、量筒、滴定管的一部分，其中A儀器的名稱為________B的正確讀數(shù)為________。

（2）TiCl4水解生成TiO2xH2O的化學(xué)方程式為________。

（3）判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________。

（4）滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，共用去0.5mol/L的NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,則原樣品中TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)______________。

（5）判斷下列操作對(duì)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果的影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中，燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出，使測(cè)定結(jié)果________。

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管讀數(shù)時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，使測(cè)定結(jié)果__________。

Answer 1

【答案】量筒 22.80mL TiCl4＋(2＋x)H2O= TiO2·xH2O↓＋4HCl 加入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液后，溶液變成紅色，且半分鐘不恢復(fù)原來顏色 93% 偏高 偏低

【解析】

（1）由題給圖示可知，A儀器的刻度上大下小，為量筒，儀器B的刻度上小下大，為滴定管，儀器C有0刻度，為溫度計(jì)；

（2）由題給信息可知TiCl4發(fā)生水解反應(yīng)生成TiO2xH2O沉淀和鹽酸；

（3）用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，Fe3+與Ti3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Ti3+被氧化生成生成Ti4+，Fe3+被還原為Fe2+，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，再加入NH4Fe（SO4）2溶液，溶液中Fe3+過量，會(huì)變成紅色；

（4）由得失電子守恒和原子個(gè)數(shù)守恒計(jì)算TiO2的物質(zhì)的量，再計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（5）①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中，燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出，導(dǎo)致物質(zhì)的量濃度減小，滴定時(shí)消耗NH4Fe(SO4)2溶液的體積增大；

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管讀數(shù)時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，讀取的NH4Fe(SO4)2溶液體積偏小。

（1）由題給圖示可知，A儀器的刻度上大下小，為量筒，儀器B的刻度上小下大，為滴定管，由凹液面的最低點(diǎn)可知讀數(shù)為22.80mL，儀器C有0刻度，為溫度計(jì)，故答案為：量筒；22.80mL；

（2）由題給信息可知TiCl4發(fā)生水解反應(yīng)生成TiO2xH2O沉淀和鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl4＋(2＋x)H2O= TiO2·xH2O↓＋4HCl，故答案為：TiCl4＋(2＋x)H2O= TiO2·xH2O↓＋4HCl；

（3）向含有Ti3+的溶液中滴加KSCN溶液作指示劑，溶液不顯紅色，用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，Fe3+與Ti3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Ti3+被氧化生成生成Ti4+，Fe3+被還原為Fe2+，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，再加入NH4Fe（SO4）2溶液，溶液中Fe3+過量，會(huì)變成紅色，終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液后，溶液變成紅色，且半分鐘不恢復(fù)原來顏色，故答案為：加入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液后，溶液變成紅色，且半分鐘不恢復(fù)原來顏色；

（4）由得失電子守恒和原子個(gè)數(shù)守恒可知，n（Fe3+）=n（Ti3+）=n（TiO2）=0.5mol/L×0.04L=0.02mol，則原樣品中TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈93%，故答案為：93%；

（5）①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中，燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出，導(dǎo)致物質(zhì)的量濃度減小，滴定時(shí)消耗NH4Fe(SO4)2溶液的體積增大，所測(cè)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，故答案為：偏高；

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管讀數(shù)時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，讀取的NH4Fe(SO4)2溶液體積偏小，所測(cè)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，故答案為：偏低。