专题3-5 中和滴定原理在定量实验中的拓展应用
滴定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,NaOH、Na2CO3混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。
一、中和滴定综合考查 例1.(2020·重庆高考)中华人民共和国国家标准(GB2760-2020)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L。某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。
-1
(1)仪器A的名称是________,水通入A的进口为________。
(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为_________________________________________________________。
(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.090 0 mol·LNaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的________;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为________;若用50 mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)________(①=10 mL,②=40 mL,③<10 mL,④>40 mL)。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量为:________g·L。
(5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施:___________。 二.氧化还原滴定法
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例2.某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度,试样不含其他能与I发生反应的氧化
2+-2-2--
性杂质,已知:2Cu+4I===2CuI↓+I2,I2+2S2O3===S4O6+2I。取m
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g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,用0.100 0 mol·LNa2S2O3标准溶液滴定,部分实验仪器和读数如图所示。 下列说法正确的是( ) A.试样在甲中溶解,滴定管选乙
B.选用淀粉作指示剂,当甲中溶液由蓝色变为无色时,即达到滴定终点 C.丁图中滴定前,滴定管的读数为a-0.50 mL
D.对装有标准液的滴定管读数时,滴定前后读数方式如丁图所示,则测得的结果偏小
1
-1
-1
例3.铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中Cu2S、CuS的质量分数,进行如下实验:
步骤1:在0.750 0 g试样中加入100.00 mL 0.120 0 mol·L KMnO4的酸性溶液,加热,硫元素全部转化为SO4,铜元素全部转化为Cu,滤去不溶性杂质。
步骤2:收集步骤1所得滤液至250 mL容量瓶中,定容。取25.00 mL溶液,用0.100 0 mol·L FeSO4
溶液滴定至终点,消耗16.00 mL。
步骤3:在步骤2滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀,然后加入适量NH4HF2溶液(使Fe、Mn元素不参与后续反应),加入约1 g KI固体(过量),轻摇使之溶解并发生反应:
2Cu+4I===2CuI↓+I2。用0.050 00 mol·L Na2S2O3溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O3+I2===2I+S4O6),消耗14.00 mL。
已知:酸性条件下,MnO4的还原产物为Mn。
(1)若步骤3加入氨水产生沉淀时,溶液的pH=2.0,则溶液中c(Fe)=________。(已知室温下Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10
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3+
-
2+
-
2-
2+
-
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2--1
2-
2+
-1
)
3+
2+
(2)步骤3若未除去Fe,则测得的Cu的物质的量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (3)计算试样中Cu2S和CuS的质量分数(写出计算过程)。
三、沉淀滴定法的综合应用
例4.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
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的浓度。已知:
银盐 性质 颜色 -1AgCl 白 -6AgBr 浅黄 -7AgCN 白 -8Ag2CrO4 砖红 -5AgSCN 白 -6溶解度(mol·L) 1.34×10 7.1×10 1.1×10 6.5×10 1.0×10 (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________。 A.NaCl B.BaBr2 C.Na2CrO4
刚好达到滴定终点时,发生反应的离子方程式为_______________________________。
例5、用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量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pH≤2.0时,ClO2也能被I完全还原为Cl。反应生成的I用标准Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
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(1)请写出pH≤2.0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水样加入到锥形瓶中; 步骤2:调节水样的pH为7.0~8.0; 步骤3:加入足量的KI晶体;
步骤4:加入少量淀粉溶液,用c mol·LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 mL; 步骤5:______________;
步骤6:再用c mol·LNa2S2O3溶液滴定至终点,又消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
(3)根据上述分析数据,测得该饮用水中ClO2的浓度为________ mol·L(用含字母的代数式表示)。 【知识归纳】
1.氧化还原滴定法
(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。 (2)实例。
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnO4+6H+5H2C2O4===10CO2↑+2Mn+8H2O。
指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点。
②Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点。
2.沉淀滴定法
(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浓度。
3
+
-
-
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-
+
2+-
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-1
-1
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(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的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl的-
含量时常以CrO2-
4为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。
(1)在回答滴定终点的颜色变化时,要强调在半分钟内溶液颜色不褪去(或不恢复原色)。 (2)在进行相关计算时,要注意取出样品溶液与原样品所配制溶液量之间的关系。 例1.(1)冷凝管或冷凝器 b (2)SO2+H2O2===H2SO4 (3)③ 酚酞 ④ (4)0.24
(5)原因:盐酸的挥发;改进措施:用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸。
例3、(1)2.6×10-3mol·L-1
(2)偏高 (3)w(Cu2S)≈42.7%,w(CuS)=38.4% 例4、(1)滴定最后一滴标准溶液,生成砖红色沉淀 (2)C 2Ag+
+CrO2-
4===Ag2CrO4↓ 例5.(1)ClO-
+
-
2+4H+4I===Cl-
+2I2+2H2O
(2)调节溶液的pH≤2.0 (3)
c
V2-4V14V
4
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