资源描述
主题21:水的电离和溶液的酸碱性李仕才考点四中和滴定原理在定量实验中的拓展应用酸碱中和滴定的原理及操作,不仅适用于酸碱中和反应,也可迁移应用于氧化还原反应、沉淀反应等。近几年全国卷和各地方高考中,频繁出现涉及氧化还原滴定、沉淀滴定的综合性试题,侧重考查滴定原理的分析与应用,指示剂的选择,终点判断,数据处理及误差分析等,成为定量实验中考查的热点。1.氧化还原滴定(1)原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。(2)试剂:常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。(3)指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类氧化还原指示剂;专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝;自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点时溶液由无色变为浅紫色。(4)实例酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理:2MnO4-+6H+5H2C2O410CO2+2Mn2+8H2O。指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅紫色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。Na2S2O3溶液滴定碘液原理:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。2.沉淀滴定(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应所得的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应所得的生成物的溶解度小,否则就不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以Cr为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。1.用ClO2处理过的饮用水(pH为5.56.5)常含有一定量的对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-)。饮用水中的ClO2、ClO2-含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示。当pH2.0时,ClO2-也能被I-完全还原为Cl-。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。(1)请写出pH2.0时ClO2-与I-反应的离子方程式:。(2)请完成相应的实验步骤:步骤1:准确量取V mL水样加入锥形瓶中;步骤2:调节水样的pH为7.08.0;步骤3:加入足量的KI晶体;步骤4:加入少量淀粉溶液,用c molL-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 mL;步骤5:;步骤6:再用c molL-1Na2S2O3溶液滴定至终点,又消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(3)根据上述数据分析,测得该饮用水中ClO2-的浓度为(用含字母的代数式表示)molL-1。【解析】(3)根据电子守恒可得pH为7.08.0时反应的关系式:ClO212I2Na2S2O3cV110-3 molcV110-3 molpH2.0时,反应的关系式:ClO2-2I24Na2S2O3cV2410-3 molcV210-3 mol故原水样中含有n(ClO2-)=(cV24-cV1)10-3 molc(ClO2-)=c(V2-4V1)4V molL-1。【答案】(1)ClO2-+4H+4I-Cl-+2I2+2H2O(2)调节溶液的pH2.0(3)c(V2-4V1)4V2.乙二酸(HOOCCOOH)俗名草酸,是一种具有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 molL-1酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 molL-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA(填“”“=”或“”)tB。写出该反应的离子方程式:。(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用上述反应的原理来测定其含量,具体操作为配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液需要的计量仪器有。滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000 molL-1 KMnO4标准溶液装入(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在滴定过程中发现,刚滴下少量KMnO4标准溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去,将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪去,可能的原因是;判断滴定达到终点的现象是。计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表。则消耗KMnO4标准溶液的平均体积为 mL,此样品的纯度为。序号滴定前读数滴定后读数10.0020.0121.0020.9930.0021.10误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是(填字母)。A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管B.滴定前锥形瓶内有少量水C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视【解析】(1)其他条件相同,温度高时,反应速率快,则溶液褪色所需的时间短。酸性KMnO4溶液能将草酸氧化为CO2,MnO4-被还原为Mn2+。(2)准确称量5.000 g样品需要电子天平,配制250 mL的溶液需要250 mL容量瓶。酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,应置于酸式滴定管中。反应一段时间后反应速率加快,可能是反应生成的Mn2+对反应有催化作用。第三次的实验数据误差太大,应舍去。前两次实验消耗KMnO4标准溶液的平均体积为20.00 mL。25.00 mL所配草酸溶液中,n(H2C2O4)=52n(MnO4-)=2.50.1000 molL-120.0010-3 L=0.005000 mol,则250 mL溶液中含0.05000 mol草酸,其质量为0.05000 mol90 gmol-1=4.500 g,此样品的纯度为4.500g5.000g100%=90.00%。未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,会使标准溶液浓度偏低,耗用标准溶液体积偏大,结果偏高。滴定前锥形瓶内有少量水,对实验结果无影响。滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡体积计入了标准溶液的体积,使标准溶液体积偏大,结果偏高。观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使标准溶液体积偏小,结果偏低。【答案】(1)2MnO4-+5H2C2O4+6H+10CO2+2Mn2+8H2O(2)电子天平、250 mL容量瓶酸式反应生成的Mn2+对反应有催化作用滴入最后一滴溶液后,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色20.0090.00%AC3.莫尔法是一种沉淀滴定法,以K2CrO4为指示剂,用标准硝酸银溶液滴定待测液,进而测定溶液中Cl-的浓度。已知:银盐性质AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN颜色白浅黄白砖红白溶解度(molL-1)1.3410-67.110-71.110-86.510-51.010-6(1)滴定终点的现象是。(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可选为滴定指示剂的是(填字母)。A.NaClB.BaBr2C.Na2CrO4刚好达到滴定终点时,发生反应的离子方程式为。【解析】(1)根据沉淀滴定法原理可知,溶液中Ag+和Cl-先反应,Cl-消耗完后再和指示剂反应生成Ag2CrO4砖红色沉淀,因此滴定终点的现象为当滴入最后一滴标准溶液后,生成砖红色沉淀。(2)当用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液时,所选择的指示剂和Ag+反应所生成的沉淀的溶解度应大于AgSCN的溶解度,由题给数据可以得出,溶解度比AgSCN大的有AgCl和Ag2CrO4,由于AgCl和AgSCN均是白色沉淀,所以应选择Na2CrO4作指示剂,这样在滴定终点时沉淀的颜色发生明显的变化(白色砖红色),以指示刚好达到滴定终点,此时发生反应的离子方程式为2Ag+CrAg2CrO4。【答案】(1)滴入最后一滴标准溶液后,生成砖红色沉淀(2)C2Ag+CrAg2CrO46EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
展开阅读全文