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：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂?xH₂O的化学方程式为

 

．
（2）检验TiO₂?xH₂O中Cl^-是否被除净的方法是

 

．
（3）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，还需要如图中的

 

（填字母代号）．
（4）滴定终点的现象是

 

．

Answer 1

考点：盐类水解的应用,溶液的配制,物质的分离、提纯和除杂,中和滴定

专题：盐类的水解专题,化学实验基本操作

分析：（1）根据反应物和生成物结合质量守恒定律来书写化学方程式；
（2）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）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器可根据具体的操作步骤选择；
（4）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．

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），
故答案为：TiCl₄+（x+2）H₂O?TiO₂?xH₂O+4HCl；
（2）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：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）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解，配制一定物质的量浓度的溶液，配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等，故答案为：抑制NH₄Fe（SO₄）₂水解；a、c；
（4）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，故答案为：溶液变为红色，且半分钟不褪色．

点评：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、沉淀的洗涤和溶液的配制、滴定操作等，难度中等．