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微专题12 例析滴定原理在高考化学计算中运用
专题微突破
近几年来,由酸碱中和滴定实验的基本原理延伸而来的氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴
的考查在江苏高考中每年必考,考查方式涉及滴定实验基本操作、滴定终点的判断、误差
分析、化学计算等。本文例析滴定原理中守恒法、列关系式法在化学计算中运用,以期能
提高解题准确率。
一、运用氧化还原滴定,计算某物质的纯度
1. 准确称取0.1710gMnSO4·H2O 样品置于锥形瓶中,加入适量H2PO4和NH4NO3溶液,
加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过
程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00mL。计算MnSO4·H2O 样品的纯度(请给
出计算过程)
【解题指导】:对于氧化还原滴定中由还原剂(氧化剂)的量来确定某氧化剂(还原剂)
的量,得失电子守恒是建立它们之间数量关系的核心思想,同时结合元素守恒、电荷守恒
来进行相关的计算。
二、运用氧化还原滴定,计算某离子的浓度
2. 磷酸铁(FePO4·2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子
电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
⑴称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间
后过滤。反应加热的目的是
。
⑵向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液
滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:
Cr2O7
2- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、
和
。
②在滴定x mL 滤液中的Fe2+,消耗a mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中
c(Fe2+)=
mol·L-1。
【解题指导】:1.对于实验操作的填空能一定层面能甄别出学生是否动手做过实验,因此
对于高中重要的化学实验在高三复习时要指导学生动手去做,要由对实验的感性认识上升
到理性的思考培养学生操作能力、思考能力、文字表达能力。2.对于已经给定反应方程式
的氧化还原滴定,先列出已知量与未知量的关系式,然后计算求解。
三、运用氧化还原滴定,计算某物质的组成
3.硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4 ·yH2O2 ·zH2O)的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.
7700 g 样品,配制成100. 00 mL 溶液A。②准确量取25. 00 mL 溶液A,加入盐酸酸化的
BaCl2 溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0. 5825 g。③准确量取
25. 00 mL 溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0. 02000 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点,消耗
KMnO4 溶液25. 00 mL。H2O2 与KMnO4 反应的离子方程式如下:
2MnO4
- +5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
1
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四、运用配位滴定,计算某物质的化学式
4. 硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的
组成,进行如下实验:①准确称取2.3350g 样品,配制成100.00mL 溶液A;②准确量取
25.00 mL 溶液A,用0.04000 mol·L-1 的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子
方程式为Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),消耗EDTA 标准溶液31.25mL;③另取25.00 mL
溶液A,加足量的NaOH 溶液并充分加热,生成NH3 56.00mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA 标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将 (填“偏
高”、或“偏低”或“不变”)。
(2)通过计算确定银硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
【解题指导】:对于物质的组成或化学式的计算,滴定往往只是计算其中某微粒的一步,
然后要结合其它计算,运用元素守恒、电荷守恒、质量守恒关系,特别注意题干中量之间
的关系如:样品配制成100.00mL,只取25.00 mL,取的质量只为原样品的1/4。
五、运用沉淀滴定,计算某物质的质量分数
5. 医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量 Na+、
Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O 的质量分数为
97.0%~103.0%)测定样品中Cl-含量的方法是:a.称取0.7500 g 样品,溶解,在250 mL 容
量瓶中定容;b.量取25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000 mol·L-1 AgNO3溶液滴定
至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①
上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有__________。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O 的质量分数为__________。
②
若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O 的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽
略),其可能原因有_________;__________。
【解题指导】:沉淀滴定是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。莫尔法是测定在中性
或弱碱性溶液中Cl-含量重要手段,加入铬酸钾作指示剂,用硝酸银标准溶液滴定,氯化
银先沉淀,当砖红色的铬酸银沉淀生成时,表明Cl-已沉淀完全,指示终点已经到达,此
法方便、准确,应用很广。
专题微检测
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。依据反应2S2O
+I2=S4O
+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g 产品,配制成100mL 溶液。取10mL
溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol/LI2的标准溶液进行滴定,相关数据记录
如下表所示。
编号
1
2
3
4
溶液的体积/mL
10.00
10.00
10.00
10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL
19.99
19.98
17.13
20.03
(1)判断达到滴定终点的现象是 。
2
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(2)Na2S2O3·5H2O 在产品中的质量分数是(计算结果保留1 位小数) 。
(Na2S2O3·5H2O 的式量为248)
2.测定过硫酸钠(Na2S2O8)产品纯度:称取0.3000g 样品,用蒸馏水溶解,加入过量KI,充
分反应后,再滴加几滴指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点时,
消耗标准溶液的体积为20.00mL。(已知:S2O
+2I-=2SO
+I2,I2+2S2O
=S4O
+2I-,
Na2S2O8的摩尔质量M=238g/mol)。
(1)0.2000mol·L-1Na2S2O3标准溶液盛放在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中;
达到滴定终点的现象是:当滴入最后一滴标准溶液时, 。
(2)下列操作导致测定结果偏低的是 。
A.未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管
B.用待测液润洗锥形瓶
C.滴定前俯视读数,滴定后仰视读数
D.滴定前无气泡,滴定后尖嘴处有气泡
(3)样品的纯度为 (保留三位有效数字)。
3.S4N4在碱性条件下发生水解反应氮元素转化为氨气,用硼酸吸收,滴定氨气释放量可进
一步测定S4N4的纯度。称取1.100 g S4N4样品,加入NaOH 溶液,并加热,释放出的氨气
用足量100 mL1 mol/L 硼酸吸收[反应方程式为2NH3+4H3BO3=(NH4)2B2O7+5H2O,假定反
应过程中溶液体积不变]。反应后的溶液以甲基红―亚甲蓝为指示剂,再用1 mol/L 的盐
酸[滴定反应方程式为(NH4)2B2O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4 H3BO3]进行滴定,重复三次实
验。实验数据记录如下表所示:
实验序号
初始读数(mL)
最终读数(mL)
Ⅰ
0.20
20.22
Ⅱ
0.40
24.85
Ⅲ
1.00
20.98
则制得的S4N4的纯度为 (保留4 位有效数字)。
4.配合物乙二胺四乙酸铁钠可溶于水,常用于铁强化盐。某实验小组按如下流程制备
NaFeY·3H2O (Y 表示乙二胺四乙酸根):
已知:①2Fe(OH)3+ Na2CO3+2H4Y=2[NaFeY·3H2O]+CO2↑+H2O
NaFeY·3H
②
2O 在250℃时完全分解,其溶解度20℃时为
、80℃时为
③
+5I-+6H+=3I2+3H2O;FeY-+4H+=H4Y+Fe3+;2Fe3++2I-=2Fe2++I2;I2+2
=
+2I-
市售铁强化盐中含有NaCl、KIO3、NaFeY,其中n(KIO3):n(NaFeY)=1 50
∶
。称取mg 样品,
3
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加稀硫酸溶解后配成
溶液。取出
,加入稍过量的KI 溶液,充分反应后,滴
入淀粉溶液,用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,重复操作2~3 次,消耗Na2S2O3标准溶液
的平均值为VmL。
(1)滴定终点的现象为 。
(2)样品中铁元素的质量分数为 。
5.测定CrCl3产品的纯度,实验如下:
①取mg CrCl3产品,在强碱性条件下,加入过量30%H2O2溶液,小火加热使CrCl3完全转
化为CrO
,继续加热一段时间;
②冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸,使CrO
转化为Cr2O
,加适量的蒸馏水配成
250.00mL 溶液;
③取25.00mL 溶液,用新配制的
的NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复3 次,
平均消耗NH4)2Fe(SO4)2标准溶液VmL(已知Cr2O
被
还原为Cr3+)。
则样品中CrCl3 (摩尔质量为M g·molˉ1)的质量分数为 %;若步骤③中所用标准
溶液已变质,将导致CrCl3质量分数测定值 (填“偏高”、“偏低”或“无影
响”)。
6.测定钛白中TiO2的含量可用滴定分析法:称取mg 样品放入锥形瓶中,加入H2SO4和
(NH4)2SO4混合溶液,加热使样品溶解。冷却后,加入足量稀盐酸(Ti 元素存在形式变为
TiO2+)。加入过量铝粉将TiO2+充分还原[
(未配平)],待过量金属铝
完全溶解并冷却后,滴加2~3 滴指示剂,用cmol/L 的NH4Fe(SO4)2标准溶液进行滴定
(Fe3+能将Ti3+氧化成四价钛的化合物),重复上述滴定操作2~3 次,平均消耗NH4Fe(SO4)2
标准溶液VmL。
(1)过量铝粉的作用除了还原TiO2+外,另一个作用是 。
(2)上述滴定过程中应选用指示剂为 。
(3)下列关于滴定分析的操作,不正确的是 。
A.用托盘天平称量TiO2样品mg
B.滴定管用蒸馏水洗涤时,洗涤液应从滴定管下端放出
C.滴定时,通常用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转
D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
E.滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,则测得TiO2的含量测定结果偏高
(4)钛白中TiO2质量分数为 。(写出最简表达式即可)。
7.Al2(OH) aClb] m的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度
,当盐基度为0.60~0.85 时,
絮凝效果较好。测定产品的盐基度。Cl-的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取
25.00mL。溶液于锥形瓶中,调pH=6.5~10.5,滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下,用
0.1000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀),30 秒内不褪色。平行测试3
4
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次,平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中c(Al3+)=0.1000mol·L-1.
(1)产品的盐基度为 。
(2)测定Cl-过程中溶液pH 过低或过高均会影响测定结果,原因是 。
8.维生素C 是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),化学式为C6H8O6。人体缺乏维生
素C 可得坏血症,故维生素C 又称抗坏血酸。新鲜的果蔬、乳制品富含维生素C。某校课
外活动小组测定了某牌子橙汁中维生素C 的含量。
测定原理:
(1)实验用品及试剂:
试剂: 指示剂(填名称),浓度为8.00×10-3mol·L-1的I2标准溶液、蒸馏水等。
I2标准溶液一般用棕色酸式滴定管盛装,请解释原因: 。
(2)实验过程:
A.润洗后装好标准碘溶液、赶气泡、调零待用
B.用蒸馏水洗净所需仪器
C.用20mL 移液管向锥形瓶中移入20.00mL 待测橙汁
D.检查滴定管是否漏液
E.左手控制滴定管的活塞开关,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶,直到滴定终点。
F.向待测液中滴入2 滴指示剂
①滴定操作的正确顺序是 。(用序号填写)
②滴定中消耗标准碘溶液体积是15.00mL,则此橙汁中维生素C 的含量是
mg/L。
(3)问题讨论:
若摇动过程中使锥形瓶内溶液溅出,则测得的结果将会 (填“偏大”、“偏小”
或“不变”,下同);若滴定后发现滴定管尖嘴处还挂有一滴标准液,则测得的结果
。
(4)有同学分析实验过程,认为实验结果可能存在较大误差,除了未做防护,维生素C 可能
被氧化导致误差以外,也有可能是因为 。
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