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氧化还原滴定与沉淀滴定是酸碱中和滴定的拓展和应用,它利用酸碱中和滴定的基本原理、实验步骤、
仪器使用、误差分析和基本计算等,利用氧化还原反应的基本原理,得失电子相等的基本规律来进行计算;
沉淀滴定是根据沉淀溶解平衡理论的溶度积来进行相关的计算。此类题在高考的实验题中是考查的重点,
也是难点。
1.(2024·吉林·高考真题)
下,
、
和
的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小
组以
为指示剂,用
标准溶液分别滴定含
水样、含
水样。
已知:①
为砖红色沉淀;
②相同条件下
溶解度大于
;
③
时,
,
。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
第40 讲 氧化还原滴定与沉淀滴定的相关计算
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)](X 代表Cl-、Br-或CrO
)
下列说法错误的是
A.曲线②为
沉淀溶解平衡曲线
B.反应
的平衡常数
C.滴定
时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D.滴定
达终点时,溶液中
2.(2024·山东·高考真题)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持
装置略)。
实验过程如下:
①加样,将
样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G 内预装
略小于
的
碱性标准溶液,吸收管F 内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F 内滴入适量
碱性标准溶液,发生反应:
,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入
,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F 内溶液浅蓝色消退时(发生反应:
),立即用
碱性标准溶液滴
定至浅蓝色复现。随
不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
2
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回答下列问题:
(1)取
的碱性溶液和一定量的
固体,配制
碱性标准溶液,下列仪
器必须用到的是_______(填标号)。
A.玻璃棒
B.
锥形瓶
C.
容量瓶
D.胶头滴管
(2)装置B 和C 的作用是充分干燥
,B 中的试剂为 。装置F 中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度
小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是 。
(3)该滴定实验达终点的现象是 ;滴定消耗
碱性标准溶液
,样品中硫的质量分数是
(用代数式表示)。
(4)若装置D 中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进
的生成,粉尘在该过程中的作用是 ;
若装置E 冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是 ;若滴定过程中,有少量
不经
直
接将
氧化成
,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
指示剂选择:
氧化还原滴定法的指示剂有三类。①氧化还原指示剂;②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;③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅粉
红色。
1.(23-24 高二上·湖北襄阳·阶段练习)下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及
滴定终点时的溶液颜色的判断错误的是
选项
A
B
C
D
实验
酸性KMnO4标准液滴定
Na2SO3溶液
标准KSCN 溶液滴定
AgNO3溶液
标准FeCl3溶液滴
定KI 溶液
标准氢氧化钠溶液滴
定盐酸溶液
指示
剂
KMnO4
Fe(NO3)3
淀粉
酚酞
规律·方法·技巧
经典变式练
3
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终点
颜色
浅红色
红色
蓝色
浅红色
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·山东菏泽·模拟预测) 某化学兴趣小组模拟酒驾的检测方法,设计如下实验:
①配制500mLc1mol/LK2Cr2O7标准溶液并加入少许稀硫酸酸化;
②量取VmL 酒精溶液置于锥形瓶中;
③加入c1mol/LK2Cr2O7标准溶液V1mL,充分反应后,再加入过量的KI 溶液和指示剂;
①用c2mol/LNa2S2O3溶液滴定反应后的溶液,达到滴定终点时,重复三次,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为
V2mL。
已知有关反应为:16H++2
+3CH3CH2OH=4Cr3++3CH3COOH+11H2O、14H++
+6I-=2Cr3+
+3I2+7H2O、I2+2
=2I-+
。
乙醇的物质的量浓度为
A.
B.
C.
D.
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。
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,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:常用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C 等。
(3)实例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnO+6H++5H2C2O4===10CO2↑+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
由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。
②Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉溶液做指示剂,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。
核心知识精炼
4
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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。
(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CrO 为指示剂,这是因为AgCl 比Ag2CrO4更难溶的缘故。
1.(2024·全国·高考真题)将
配制成
悬浊液,向其中滴加
的
溶
液。
(M 代表
、
或
)随加入
溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液
体积变化)。
下列叙述正确的是
A.交点a 处:
B.
C.
时,
不变
D.
基础测评
5
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2.(2024·山东·模拟预测)水果中维生素
(摩尔质量为
)的含量可用化学实验方法测定。酸
性条件下,向含维生素
的淀粉
溶液中加入
溶液,当
溶液刚刚加入时,
会与
迅速发
生氧化还原反应生成
;然后生成的
会与维生素
发生反应(二者以物质的量之比
反应),
被迅速
消耗;当溶液中的维生素
全部反应后,
与
继续反应生成的
会使淀粉变蓝色。实验步骤如下:
(1)称取
水果样品,切碎研磨,取其汁配成
溶液待用;
(2)取
该溶液于锥形瓶中,向其中加入适量盐酸和过量淀粉
溶液;
(3)向滴定管中装入
标准溶液,记录滴定管读数为
;
(4)用滴定管向锥形瓶中逐滴加入
标准溶液至终点,记录滴定管读数为
。
关于上述实验操作,下列叙述正确的是
A.只需要烧杯、
容量瓶、玻璃棒即可配制该样品溶液
B.当滴入半滴
标准溶液时,溶液变蓝色,此时立即记录读数
C.为了调控滴定速率,便于观察,可向锥形瓶中加入少量蒸馏水
D.滴定过程中,左手轻轻挤压玻璃球,眼睛注视锥形瓶
3.(2024·山东日照·三模)自来水中含有
、
及微量
、
、
等金属离子,通常用
、
离子量折合成CaO 的量来表示水的硬度:1L 水中含有10mg CaO 时为1°。
实验室采用配位滴定法测定自来水硬度。实验步骤如下:
①用天平准确称取m g
于烧杯中,先用少量水润湿,盖上表面皿,缓慢滴加HCl(1 1∶)2~3mL,
充分溶解后,定容至250mL 容量瓶中,摇匀。
②称取1.0g EDTA 二钠盐(用
表示)于烧杯中微热溶解,加入约0.025g
,冷却后转入试
剂瓶中,稀释至250mL,摇匀待标定。
③用移液管移取25.00mL
标准液于250mL 锥形瓶,加20mL 氨性缓冲液和少许铬黑T(EBT)指示
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剂,用EDTA 溶液滴定至由紫红色变为蓝色,平行测定三次,消耗标准溶液
mL。
④用移液管移取待测水样50.00mL 于250mL 锥形瓶,加3mL 三乙醇胺、5mL 氨性缓冲液、1mL
和
少许铬黑T(EBT)指示剂,用EDTA 标液滴定至由紫红色变为蓝色,平行测定三次,消耗标准溶液
mL。计算水的总硬度。
已知:
,
,以EDTA 溶液滴定
较滴定
终点更敏锐。水样中微
量
、
、
等杂质离子,可用三乙醇胺和
溶液进行掩蔽。
该水样的总硬度为
A.
B.
C.
D.
4.(2023·浙江·高考真题)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝(
)按
如下流程开展实验。
已知:①铝土矿主要成分为
,含少量
和
。用
溶液溶解铝土矿过程中
转变为难
溶性的铝硅酸盐。
②
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。
请回答:
(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是 。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤I,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B.步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量
有利于减少
沉淀中的杂质
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C.步骤Ⅲ,为减少
吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D.步骤Ⅳ中控制
和
的投料比可控制产品盐基度
(3)步骤V 采用如图所示的蒸汽浴加热,仪器A 的名称是 ;步骤V 不宜用酒精灯直接加热的原
因是 。
(4)测定产品的盐基度。
的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取
溶液于锥形瓶中,调
,滴加指示
剂
溶液。在不断摇动下,用
标准溶液滴定至浅红色(有
沉淀),30 秒
内不褪色。平行测试3 次,平均消耗
标准溶液
。另测得上述样品溶液中
。
①产品的盐基度为 。
②测定
过程中溶液
过低或过高均会影响测定结果,原因是 。
5.(2023·湖北·高考真题)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图,仪器A 的名称为 ,装置B 的作用为 。
(2)铜与过量
反应的探究如下:
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实验②中Cu 溶解的离子方程式为 ;产生的气体为 。比较实验①和②,从氧化还原角度说
明
的作用是 。
(3)用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X 为铜的氧化物,提纯干燥后的X 在惰
性氛围下加热,mgX 完全分解为ng 黑色氧化物Y,
。X 的化学式为 。
(4)取含X 粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI 完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示
剂,用
标准溶液滴定,滴定终点时消耗
标准溶液15.00mL。(已知:
,
)标志滴定终点的现象是 ,粗品中X 的相对含量
为 。
1.(2022·湖南·高考真题)室温时,用
的标准
溶液滴定
浓度相等的
、
和
混合溶液,通过电位滴定法获得
与
的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作
用。若溶液中离子浓度小于
时,认为该离子沉淀完全。
,
,
)。下列说法正确的是
能力提升
9
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A.a 点:有白色沉淀生成
B.原溶液中
的浓度为
C.当
沉淀完全时,已经有部分
沉淀
D.b 点:
2.(2024·山东济南·模拟预测)莫尔法是用K2CrO4作指示剂,用AgNO3标准溶液测定Cl-(或Br-)浓度的方
法。现用莫尔法测定亚硝酰氯样品中NOCl 的纯度,实验步骤如下:
步骤1:配制AgNO3溶液。
步骤2:标定AgNO3溶液。准确称取0.585g 干燥的NaCl 固体于烧杯中,用蒸馏水溶解后,转移至100mL
容量瓶中,并洗涤再转移、定容、摇匀。取3 份所配NaCl 溶液,每份25.00mL,分别置于锥形瓶中,加
25mL 水、适量K2CrO4溶液,在不断摇动下用AgNO3溶液滴定至终点[
(砖红色)]。
实验测得三次滴定消耗AgNO3溶液体积的平均值为25.00mL。
步骤3:测定亚硝酰氯样品中NOCl 的纯度。取mgNOCl 样品,溶于蒸馏水(与水发生反应生成一种氯化物
和两种氮的氧化物,其中一种呈红棕色),配成250mL 溶液,准确量取25.00mL 溶液于锥形瓶中;加入适
量K2CrO4溶液作指示剂,用上述AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3标准溶液的体积为VmL。
对于上述实验,下列说法正确的是
A.配制好的AgNO3溶液贮存于带玻璃塞的棕色广口瓶中
B.可用移液管移取25.00mLNaCl 溶液于锥形瓶中,使用时应用手握住移液管的中部
C.滴定管使用前应“检漏”,向管内注入少量水,观察滴定管口及旋塞是否有水渗出,若不渗水即
可使用
D.NOCl 与水反应的离子方程式为2NOCl+H2O=2H++2Cl-+NO↑+NO2↑
3.(2022·河北·高考真题)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:
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①三颈烧瓶中加入
香菇样品和
水;锥形瓶中加入
水、
淀粉溶液,并预加
的碘标准溶液,搅拌。
②以
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
碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了
碘标准溶液。
④用适量
替代香菇样品,重复上述步骤,测得
的平均回收率为95%。
已知:
,
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.
B.
C.
(3)解释加入
,能够生成
的原因: 。
(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
(以
计,结果保留三位有效数字)。
4.(2024·浙江·高考真题)某小组采用如下实验流程制备
:
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已知:
是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I 的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A 的名称是 ,判断步骤
I 反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A.步骤I 中,反应物和溶剂在使用前除水
B.步骤I 中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中
含量以确定纯度。滴定原理为:
先用过量
标准溶液沉淀
,再以
标准溶液回滴剩余的
。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 。
称取产品
,用少量稀酸A 溶解后转移至
容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水
洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取
待测溶液加入锥形瓶
→_______→_______→加入稀酸B→用
标准溶液滴定→_______→读数。
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a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂
溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵
溶液
e.准确移取
标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B 的作用是 。
③三次滴定消耗
标准溶液的平均体积为
,则产品纯度为 。
5.(2024·湖北武汉·模拟预测)滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测
定碘酒中碘的含量。
(1)测定碘含量:移取10.00mL 碘酒,准确配制100mL 稀碘液。每次取25.00mL 稀碘液于锥形瓶中,滴加
几滴淀粉溶液,加入适量稀
后,用浓度为
标准溶液滴定,实验数据如下表所示。
已知:
。
序
号
溶液的用量/mL
稀碘液的用量/mL
1
21.32
25.00
2
20.02
25.00
3
19.98
25.00
①第1 次实验
溶液的用量明显多于后两次,原因可能是 。
A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
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②该碘酒中碘的含量为
。(已知
)
(2)借鉴(1)的方法,用图所示的流程测定海带中的碘含量。
①加入
,发生的离子反应方程式是 。
②预测达到滴定终点的实验现象为 ,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续
滴加
,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的
。提出猜想: (填
化学式)将生成的
重新氧化成碘单质。
实验验证:将2mL 待测液、2 滴
溶液、2 滴淀粉溶液和少量
混合,用
溶液
滴定,氧化后的待测液静置半小时,利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后
停止滴定,溶液恢复原色后继续滴加
至溶液变色,循环往复,得到图所示的曲线。
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已知:i.氧化性物质的电势值高于还原性物质。ⅱ.一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还
原性物质浓度越高,电势越低。a-b 段电势升高的原因是 被氧化。由a-b 段电势变化的斜率小于b-c
段可推测溶液反复变色的原因是 。优化流程:将用
氧化后的待测液 ,再进行滴定,
到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
6.(2024·江苏南京·模拟预测)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室
模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如下图所示:
已知:①CS2不溶于水,密度比水的大;②NH3不溶于CS2;③三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂。回答
下列问题:
(1)制备NH4SCN 溶液
①实验前,经检验装置的气密性良好。其中装置B 中的试剂是 。
②实验开始时,打开K1,加热装置A、D,使A 中产生的气体缓缓通入D 中,发生反应
该反应比较缓慢),当看到 现象时说明该反应接近完全。
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(2)制备KSCN 溶液:
①熄灭A 处的酒精灯,关闭K2,移开水浴,将装置D 继续加热至105℃,当NH4HS 完全分解后
(NH4HS=H2S↑+NH3↑),打开K2,继续保持液温105℃,缓缓滴入适量的KOH 溶液,发生反应的化学方程
式为 。
②装置E 中多孔球泡的作用是 。
(3)制备KSCN 晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,蒸发浓缩、降温结晶,过滤、洗涤、干燥,得到硫
氰化钾晶体。
补充完整实验步骤:测定晶体中KSCN 的含量:称取10.0g 样品,配成500mL 溶液。量取20.00mL 溶液于
锥形瓶中, 消耗标准溶液20.00mL(须使用的试剂:稀硝酸、Fe(NO3)3,0.1000mol/LAgNO3溶液)。
①滴定时发生的反应:SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色)。则判断到达滴定终点的方法是 。
②晶体中KSCN 的质量分数为 (结果精确至0.1%)。
16