文档文本内容
滴定法的应用
滴定法应用
(1)实验仪器
(2)检查是否漏液
关闭活塞,向滴定管中加入适量水,用滴定管夹将滴定管固定在铁架
酸式
台上,观察是否漏水,若2分钟内不漏水,将活塞旋转180°,重复上
滴定管
述操作
向滴定管中加入适量水,用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上,观察
碱式
是否漏水,若2分钟内不漏水,轻轻挤压玻璃球,放出少量液体,再
滴定管
次观察滴定管是否漏水
(3)滴定管排气泡的操作
酸式 右手将滴定管倾斜30°左右,左手迅速打开活塞使溶液流出,从而使溶液充满
滴定管 尖嘴
碱式 将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃球,使溶
滴定管 液从尖嘴流出
(4)指示剂的选择
类型
滴定过程
指示剂
终点颜色变化
酸碱中
和反应强酸滴定强碱(或弱碱)
甲基橙
溶液由黄色变为橙色
强碱滴定强酸(或弱酸)
酚酞
溶液由无色变为浅红色
氧化还
原反应
Na S O 溶液滴定未知浓度的碘水
2 2 3
淀粉
溶液
溶液由蓝色变为无色
酸性KMnO 溶液滴定H O (或H C O )溶液
4 2 2 2 2 4
不需要指示剂
溶液由无色变为浅红色
沉淀
反应
AgNO 溶液滴定含Cl-的溶液
3
K CrO
2 4
溶液
出现淡红色沉淀(Ag CrO 为砖红色沉淀)
2 4
判断滴定终点答题模板:当滴入最后半滴标准液,溶液由××色变成××色,且30 s内不变化。
(5)滴定操作
滴定时,左手控制滴定管活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
(6)误差分析
写出计算式,分析操作对V 的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外
标
对读数视线问题要学会画图分析。
如:①没有用标准溶液润洗滴定管,导致待测物浓度偏大;
②滴定到终点时,俯视读数,导致待测物浓度偏小;
③滴定前没有赶气泡,导致待测物浓度偏大。
1.(2024·安徽,16)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl 2⁃HgCl 2⁃K
2
Cr
2
O
7
滴定法。研究小组用该方法测
定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。配制溶液
①c mol·L-1 K Cr O 标准溶液。
2 2 7
②SnCl 溶液:称取6 g SnCl ·2H O溶于20 mL浓盐酸,加水至100 mL,加入少量锡粒。
2 2 2
测定含量按下图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl 可将Sn2+氧化为Sn4+,难以氧化Fe2+;Cr O2-可被Fe2+还原为
2 2 7
Cr3+。
回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有 (填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl 溶液时加入锡粒的原因: 。
2
(3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是 。
(4)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量 (填“偏大”“偏小”或“不
变”)。
(5)若消耗c mol·L-1K Cr O 标准溶液V mL,则a g试样中Fe的质量分数为 (用含a、c、V的
2 2 7
代数式表示)。
(6)SnCl 2⁃TiCl 3⁃KMnO
4
滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用SnCl
2
和TiCl
3
将铁矿石试样中
Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO 标准溶液滴定。
4
①从环保角度分析,该方法相比于SnCl 2⁃HgCl 2⁃K
2
Cr
2
O
7
滴定法的优点是 。
②为探究KMnO 溶液滴定时,Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴0.1
4
mol·L-1KMnO 溶液,现象如下表:
4
溶液
现象
空白
实验
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL试剂X
紫红色不褪去实验ⅰ
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 0.1 mol·L-1硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 6 mol·L-1硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为 ;根据该实验可得出的结论是 。
答案 (1)容量瓶、量筒 (2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为2Sn2++O +4H+===2Sn4++2H O,加入
2 2
Sn,发生反应:Sn4++Sn===2Sn2+,可防止Sn2+被氧化 (3)提高试样与浓盐酸反应速率,同时可减少浓盐酸
33.6cV
的挥发和氯化铁的升华 (4)偏小 (5) % (6) ①不存在重金属汞、铬的污染,更安全,对环境更友
a
好 ②蒸馏水 酸性越强,KMnO 的氧化性越强,Cl-被KMnO 氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成
4 4
干扰的可能性越大,因此在KMnO 标准液进行滴定时,要控制溶液的pH
4
解析 步骤Ⅰ,浓盐酸与赤铁矿试样反应,Fe元素以Fe3+、Fe2+形式存在;步骤Ⅱ,滴加稍过量的SnCl ,
2
使Fe3+还原为Fe2+,冷却后滴加HgCl ,将多余的Sn2+氧化为Sn4+ ;步骤Ⅲ,加入硫酸和磷酸混合液后,滴
2
加指示剂,用K Cr O 进行滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为6Fe2++Cr
O2-
+14H+===2Cr3++6Fe3+
2 2 7 2 7
+7H O。
2
(1)配制SnCl 溶液用到容量瓶和量筒,滴定用到酸式滴定管,给出的仪器中,本实验必须用到的有容量瓶、
2
量筒。(4)步骤Ⅲ中,Fe2+易被空气中的O 氧化为Fe3+,若未“立即滴定”,会导致测定的铁含量偏小。(5)
2
由分析可得关系式6Fe2+~Cr
O2-
,n(Fe2+)=6n(Cr
O2-
)=6×10-3cV mol,a g试样中铁元素的质量m(Fe)=6×10-
2 7 2 7
0.336cV g 33.6cV
3cV mol×56 g·mol-1=0.336cV g,铁元素的质量分数为 ×100%= %。(6)②2 mL 0.3
ag a
mol·L-1NaCl溶液+0.5 mL试剂X,为空白实验,因此X为蒸馏水。
2.(2022·河北,14)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加
0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴
定消耗了1.00 mL碘标准溶液。③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na SO 替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO 的平均回收率为95%。
2 3 2
已知:K (H PO )=7.1×10-3,K (H SO )=1.3×10-2
a1 3 4 a1 2 3
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H PO ,能够生成SO 的原因: 。
3 4 2
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的
离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO 计,结果保留三位有效数字)。
2
答案 (1)球形冷凝管 酸式滴定管 (2)C (3)加入H PO 后,溶液中存在化学平衡2H PO +Na SO
3 4 3 4 2 3
2NaH PO +H SO 、H SO SO +H O,SO 的溶解度随着温度升高而减小,SO 逸出后,促进了两化学平
2 4 2 3 2 3 2 2 2 2
衡向右移动,最终生成SO 气体 (4)检漏 蓝色 I +SO +2H O===2I-+4H++SO2- (5)偏低 (6)80.8
2 2 2 2 4
解析 由题中信息可知,检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应
生成SO ,用氮气将SO 排入到锥形瓶中被水吸收,最后用碘标准溶液滴定,测出样品中亚硫酸盐含量。
2 2
(2)三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水,向其中加入H PO 的体积不超过10 mL。在加热时,三
3 4
2
颈烧瓶中的液体不能超过其容积的 ,因此,三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL,选C。(3)虽然
3
K (H PO )=7.1×10-3<K (H SO )=1.3×10-2,但是H PO 为难挥发性的酸,而H SO 易分解为SO 和水,SO
a1 3 4 a1 2 3 3 4 2 3 2 2
的溶解度随着温度升高而减小,SO 逸出后,促进了化学平衡H SO SO +H O向右移动。(4)滴定管在
2 2 3 2 2
使用前需要检漏、洗涤、润洗;滴定前,溶液中的碘被SO 还原为碘离子,溶液的颜色为无色,滴定终点
2
时,过量的半滴碘标准溶液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟之内不变色,因此,滴定终点时溶液为蓝色;滴
定反应的离子方程式为I +SO +2H
O===2I-+4H++SO2-
。(5)若先加磷酸再通氮气,则不能将装置中的空气
2 2 2 4
及时排出,有部分亚硫酸盐和SO 被装置中的氧气氧化,碘标准溶液的消耗量将减少,因此会使测定结果
2
偏低。(6)实验中SO 消耗的碘标准溶液的体积为0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL,减去空白实验消耗的0.10
2
mL,则实际消耗碘标准溶液的体积为1.20 mL,根据反应I +SO +2H
O===2I-+4H++SO2-
可以计算出
2 2 2 4
n(SO )=n(I )=1.20×10-3 L×0.010 00 mol·L-1=1.20×10-5 mol,由于SO 的平均回收率为95%,则实际生成的
2 2 2
1.20×10-5mol
n(SO )= ≈1.263×10-5 mol,则根据S元素守恒可知,该样品中亚硫酸盐含量为
2
0.95
1.263×10-5mol×64 g·mol-1×1 000 mg·g-1
≈80.8 mg·kg-1。
10.00 g×10-3kg·g-1题型突破练 [分值:50 分]
1.(3分)利用K Cr O 滴定亚铁离子,来测定FeCl ·4H O晶体纯度。准确称取a g重结晶后的FeCl ·4H O晶
2 2 7 2 2 2 2
体,溶于酸中并定容至100 mL。移取三份25.00 mL溶液,滴加几滴指示剂,用c mol·L-1K Cr O 标准溶液
2 2 7
滴定至终点,半分钟内不恢复原色,消耗K Cr O 标准溶液平均体积为V mL(此时Cl-不被氧化)
2 2 7
[M(FeCl ·4H O)=199 g·mol-1]。
2 2
计算FeCl ·4H O晶体的纯度为 %(用含a、c、V的最简代数式表示)。
2 2
477.6cV
答案
a
解析 K Cr O 与亚铁离子反应的离子方程式为6Fe2++Cr
O2-
+14H+===6Fe3++2Cr3++7H O,消耗Cr
O2-
的物
2 2 7 2 7 2 2 7
质的量为cV×10-3 mol,消耗Fe2+的物质的量为6cV×10-3 mol,则a g样品中含有Fe2+的物质的量为2.4cV×10-
2.4cV ×10-2×199 477.6cV
2 mol,FeCl ·4H O晶体的纯度为 ×100%= %。
2 2 a a
2.(6分)三甲基镓[Ga(CH ) ]是一种重要的半导体材料前驱体。已知[Ga(CH ) ]与盐酸反应生成甲烷,某实验
3 3 3 3
小组用下列方法测定Ga(CH ) 产品的纯度。
3 3
取m g Ga(CH ) 样品于锥形瓶中,加入V mL c mol·L-1盐酸,至不再产生气泡,加入2滴甲基橙,用c
3 3 1
mol·L-1NaOH溶液滴定剩余盐酸,消耗NaOH溶液的体积为V mL,则Ga(CH ) 的质量分数为 (用
1 3 3
含m、V、V 、c、c 的代数式表示);若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则测定结果
1 1
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
11.5×(cV -c V )
答案 1 1 % 偏高
3m
解析 NaOH与HCl按物质的量比1∶1反应,与Ga(CH ) 反应的n(HCl)=(cV-c V )×10-3 mol,盐酸与
3 3 1 1
1 (cV -c V )×10-3
Ga(CH ) 的反应为Ga(CH ) +3HCl===GaCl +3CH ↑,样品中n[Ga(CH ) ]= n(HCl)= 1 1
3 3 3 3 3 4 3 3 3 3
(cV -c V )×10-3 0.115×(cV -c V )
mol,样品中m[Ga(CH ) ]= 1 1 mol×115 g·mol-1= 1 1 g,则Ga(CH ) 的质量
3 3 3 3 3 3
0.115×(cV -c V ) 11.5×(cV -c V )
分数为 1 1 ×100%= 1 1 %;若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,
3m 3m
测定的NaOH溶液体积偏小,与Ga(CH ) 反应的盐酸物质的量偏多,Ga(CH ) 的质量偏多,则测定结果偏
3 3 3 3
高。
3.(8分)硫酸四氨合铜晶体{[Cu(NH ) ]SO ∙H O}在工业上用途广泛,常温下该物质在空气中不稳定,受热
3 4 4 2
时易发生分解。晶体中氨含量的测定方法如下:
精确称取w g晶体,加适量水溶解,注入如图所示的三颈烧瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通
入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用V mL 0.5 mol·L-1的盐酸标准溶液完
1
全吸收。取下接收瓶,用0.5 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V mL NaOH溶液。
2(1)装置1中长玻璃管的作用: 。
(2)为了减少误差,用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl溶液时最好使用 (填“酚酞”或
“甲基橙”)作指示剂。
(3)样品中氨的质量分数为 (用含w、V 、V 的代数式表示)。
1 2
(4)下列实验操作可能使氨含量的测定结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
C.将样品液中的氨全部蒸出后,未用蒸馏水冲洗导管内壁
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁
0.85(V -V )
答案 (1)平衡气压,防止堵塞和倒吸 (2)甲基橙 (3) 1 2 % (4)BD
w
解析 (2)由于NaOH标准溶液滴定的是NH Cl和过剩的HCl的混合溶液,滴入NaOH标准溶液的目的是将
4
过剩的盐酸中和,滴定终点为酸性溶液(因为含有NH Cl),所以选择甲基橙作指示剂误差更小。(3)根据关
4
0.85(V -V )
系式NH ~HCl可知,n(NH )=n(HCl)=0.5×10-3(V -V ) mol,则样品中氨的质量分数为 1 2 %。(4)滴
3 3 1 2 w
定时未用 NaOH 标准溶液润洗滴定管,则相当于稀释了NaOH溶液,V 偏大,氨含量偏低,A项错误;读
2
数时,滴定前平视,滴定后俯视,则V 偏小,氨含量偏高,B项正确;将样品液中的氨全部蒸出后,未用
2
蒸馏水冲洗导管内壁,则部分氨损失,滴定时消耗 NaOH溶液的体积偏大,即V 偏大,氨含量偏低,C项
2
错误;未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁,则盐酸有损失,导致消耗的NaOH溶液的体积偏小,即
V 偏小,氨含量偏高,D项正确。
2
4.(6分)亚硝酰硫酸(NOSO H)主要用于重氮化反应。某实验小组用下列方法测定亚硝酰硫酸(NOSO H)的纯
4 4
度。准确称取1.380 g产品放入250 mL的碘量瓶中,加入60.00 mL 0.100 0 mol·L-1的KMnO 标准溶液和10
4
mL 25% H SO 溶液,然后摇匀。用0.250 0 mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00
2 4
mL。已知:2KMnO +5NOSO H+2H O===K SO +2MnSO +5HNO +2H SO 。
4 4 2 2 4 4 3 2 4
(1)写出Na C O 溶液与酸性KMnO 溶液反应的离子方程式: 。
2 2 4 4
(2)滴定终点时的现象为 。
(3)亚硝酰硫酸的纯度= [精确到0.1%,M(NOSO H)=127 g·mol-1]。
4答案
(1)2MnO-
+5C
O2-
+16H+===2Mn2++10CO ↑+8H O (2)滴入最后半滴草酸溶液,溶液恰好由紫红色
4 2 4 2 2
变为无色,且半分钟内不变色 (3)92.0%
2
解析
(3)根据关系式:2MnO-
~5C
O2-
,与NOSO H反应的高锰酸钾的物质的量为0.100 0×0.06 mol-
4 2 4 4 5
5
×0.25×0.02 mol=0.004 mol,根据关系式:2KMnO ~5NOSO H,可得NOSO H的物质的量为0.004 mol×
4 4 4 2
0.01mol×127 g·mol-1
=0.01 mol,亚硝酰硫酸的纯度= ×100%≈92.0%。
1.380 g
5.(9分)测定过硫酸钠(Na S O )产品纯度:称取0.250 0 g样品,用蒸馏水溶解,加入过量KI,充分反应后,
2 2 8
再滴加几滴指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na S O 标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗标准溶液的体积为
2 2 3
19.50 mL(已知:I +2S O2- ===S O2- +2I-)。
2 2 3 4 6
(1)选用的指示剂是 ,达到滴定终点的现象是 。
(2)样品的纯度为 %。
答案 (1)淀粉溶液 滴入最后半滴标准溶液,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复蓝色 (2)92.82
解析 (2)Na S O 作氧化剂,与KI反应的离子方程式为S
O2- +2I-===2SO2-
+I ,I 与Na S O 反应的离子方
2 2 8 2 8 4 2 2 2 2 3
程式为I +2S
O2-
===S
O2-
+2I-,可得关系式:Na S O ~I ~2Na S O ,n(Na S O )=0.100 0 mol·L-1×19.50×10-3
2 2 3 4 6 2 2 8 2 2 2 3 2 2 3
1
L=1.95×10-3 mol,则n(Na S O )= n(Na S O )=9.75×10-4 mol,m(Na S O )=9.75×10-4 mol×238 g·mol-1=0.232
2 2 8 2 2 2 3 2 2 8
0.232 05 g
05 g,则该样品的纯度为 ×100%=92.82%。
0.250 0 g
6.(9分)过氧乙酸(含有少量H O 杂质)的含量测定流程如图。
2 2
取样―→H SO 酸化―→KMnO 溶液除H O ―→―→
2 4 4 2 2
(1)判断H O 恰好除尽的实验现象是 。
2 2
(2)过氧乙酸被Fe2+还原,还原产物之一为乙酸,其离子方程式为 。
(3)若样品体积为V mL,加入c mol·L-1 FeSO 溶液V mL,消耗c mol·L-1 K Cr O 溶液V mL。则过氧乙酸
0 1 4 1 2 2 2 7 2
的含量为 g·L-1。
答案 (1)当滴入最后半滴高锰酸钾溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 (2)CH COOOH+
3
2Fe2++2H+===CH COOH+2Fe3++H O
3 2
38(c V -6c V )
1 1 2 2
(3)
V
0
解析 (1)高锰酸钾溶液为紫红色,过氧化氢没除尽之前,加高锰酸钾,溶液紫红色会褪去,若过氧化氢恰
好除尽,再滴入高锰酸钾溶液,溶液将变为浅红色。(3)Fe2+总物质的量为c V ×10-3 mol,
1 1
n(K Cr O )=c V ×10-3 mol。根据得失电子守恒有:K Cr O ~2Cr3+~6e-~6Fe2+~6Fe3+,即每1 mol K Cr O 与6
2 2 7 2 2 2 2 7 2 2 7
mol Fe2+恰好完全反应,所以与c V ×10-3 mol K Cr O 反应的Fe2+的物质的量为6c V ×10-3 mol,则与过氧乙
2 2 2 2 7 2 2
酸反应的Fe2+的物质的量为c V ×10-3 mol-6c V ×10-3 mol,根据CH COOOH+2Fe2++2H+===CH COOH+2Fe3+
1 1 2 2 3 3c V ×10-3mol-6c V ×10-3mol
+H O可得,CH COOOH的物质的量为 1 1 2 2 ,CH COOOH的质量为
2 3 3
2
c V ×10-3mol-6c V ×10-3mol
1 1 2 2 ×76 g·mol-1=38(c V ×10-3-6c V ×10-3) g,则过氧乙酸的含量为
1 1 2 2
2
38(c V ×10-3-6c V ×10-3 ) g 38(c V -6c V )
1 1 2 2 1 1 2 2
= g·L-1。
V ×10-3L V
0 0
7.(6分)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN-的浓度,可用标准AgNO 溶液滴
3
定待测液。已知:
物质 AgCl AgI AgCN Ag CrO AgSCN
2 4
颜色 白 黄 白 砖红 白
K 1.8×10-10 8.3×10-17 1.2×10-16 3.5×10-11 1.0×10-12
sp
(1)滴定时可选为滴定指示剂的是 (填字母)。
A.NaCl溶液 B.K CrO 溶液
2 4
C.KI溶液 D.NaCN溶液
(2)如何确定该滴定过程的终点: 。
答案 (1)B (2)当滴入最后半滴标准液时,出现浅红色沉淀,且半分钟内沉淀颜色不改变
解析 (1)指示剂选择原则为颜色变化明显、溶解度微大于AgSCN,根据表中数据可知选K CrO 溶液作为
2 4
指示剂。
8.(3分)已知:ClNO与H O反应生成HNO 和HCl。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取m g ClNO样
2 2
品溶于水,配制成250 mL溶液,取出25.00 mL样品于锥形瓶中,以K CrO 溶液作为指示剂,用 c mol·L-1
2 4
AgNO 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为 。
3
[已知:Ag CrO 为砖红色固体;K (AgCl)=1.8×10-10,K (Ag CrO )=3.5×10-11]
2 4 sp sp 2 4
1 310c
答案 %
m
解析 根据ClNO~HCl~AgNO 关系式,得到25.00 mL样品溶液中n(ClNO)=n(AgNO )=c mol·L-1×0.02
3 3
250 mL
0.02cmol× ×65.5 g·mol-1 1 310c
L=0.02c mol,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为 25.00 mL ×100%= %。
m
mg