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題型突破4　滴定法及測定物質(zhì)含量的答題技巧
1.(2024·山東卷)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下:
①加樣,將a mg樣品加入管式爐內(nèi)瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋),聚四氟乙烯活塞滴定管G內(nèi)預(yù)裝c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3堿性標準溶液,溶液中KIO3濃度為0.002 0 mol·L-1,吸收管F內(nèi)盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內(nèi)滴入適量KIO3堿性標準溶液,發(fā)生反應(yīng):KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O,使溶液顯淺藍色。
②燃燒:按一定流速通入O2,一段時間后,加熱并使樣品燃燒。
③滴定:當F內(nèi)溶液淺藍色消退時(發(fā)生反應(yīng):SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI),立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復(fù)現(xiàn)。隨SO2不斷進入F,滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換,直至終點。
該滴定實驗達終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　;
滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL,樣品中硫的質(zhì)量分數(shù)是　　　　(用代數(shù)式表示)。
2.(2023·浙江6月選考)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{[Al2(OH)aClb]m,a=1~5}按如下流程開展實驗。
已知:①鋁土礦主要成分為Al2O3,含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。
②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用鹽基度衡量,鹽基度=,當鹽基度為0.60~0.85時,絮凝效果較好。
請回答:
測定產(chǎn)品的鹽基度。
Cl-的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,調(diào)pH=6.5~10.5,滴加指示劑K2CrO4溶液。在不斷搖動下,用0.100 0 mol·L-1 AgNO3標準溶液滴定至淺紅色(有Ag2CrO4沉淀),30秒內(nèi)不褪色。平行測試3次,平均消耗AgNO3標準溶液22.50 mL。另測得上述樣品溶液中c(Al3+)=0.100 0 mol·L-1。
①產(chǎn)品的鹽基度為　　　　　　。
②測定Cl-過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
3.(2022·山東卷)實驗室利用FeCl2·4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76 ℃,遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問題:
現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2·nH2O,為測定n值進行如下實驗:
實驗 Ⅰ:稱取m1 g樣品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+達終點時消耗V mL(滴定過程中Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+,Cl-不反應(yīng))。
實驗 Ⅱ:另取m1 g樣品,利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后,固體質(zhì)量為m2 g。
則n=　　　　;下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是　　　　(填標號)。
A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)
B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C.實驗 Ⅰ 中,稱重后樣品發(fā)生了潮解
D.滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
1.滴定法的定量關(guān)系
(1)凱氏定氮法
反應(yīng)原理:NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3
定量關(guān)系:n(N)≈n(HCl)
(2)沉淀滴定
K2CrO4與AgNO3
反應(yīng)原理:2Ag++Cr===Ag2CrO4↓
定量關(guān)系:n(Ag+)=2n(K2CrO4)
(3)氧化還原滴定
氧化劑 還原劑 反應(yīng)原理 定量關(guān)系
KMnO4 Na2C2O4 2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O 5n(KMnO4)=2n(Na2C2O4)
H2O2 2Mn+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O 5n(KMnO4)=2n(H2O2)
K2Cr2O7 Fe2+ 6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 6n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)
KIO3 I- 5I-+I+6H+===3I2+3H2O 5n(KIO3)=n(I-)
I2 S I2+S+H2O===2I-+S+2H+ n(I2)=n(S)
S2 2S2+I2===S4+2I- 2n(I2)=n(S2)
2.滴定法測定物質(zhì)含量的答題技巧
(1)理清滴定類型
快速瀏覽滴定過程,判斷滴定待測物和滴定試劑之間是直接滴定還是間接滴定。
滴定 方法 滴定模型
直接 滴定 待測物A和滴定試劑B通過得失電子守恒或原子守恒直接建立起關(guān)系,即滴定過程涉及的反應(yīng)只有一個,即aA~bB關(guān)系
間接 滴定 關(guān)系 式法 待測物A與試劑B發(fā)生反應(yīng)生成中間產(chǎn)物C,中間產(chǎn)物C又與滴定試劑D發(fā)生反應(yīng),待測物A與滴定試劑D之間的定量關(guān)系需要借助中間產(chǎn)物C建立,該過程涉及的反應(yīng)至少有兩個
反滴 定法 待測物A與過量的試劑B發(fā)生反應(yīng),再用試劑C滴定過量的試劑B,由消耗的試劑C求解與待測物A反應(yīng)后過量的試劑B,再由試劑B的總量減去過量的試劑B而求得與待測物A反應(yīng)的試劑B,進而求得待測物A
(2)建立守恒關(guān)系
在理清滴定類型的基礎(chǔ)上,通過原子守恒或得失電子守恒快速建立待測物和滴定試劑之間的定量關(guān)系。根據(jù)滴定類型建立待測物和滴定試劑之間的關(guān)系是后續(xù)順利解答試題的核心依據(jù)。
(3)留意單位換算
在代入數(shù)據(jù)計算時要留意所取待測物和滴定試劑物理量的不同,不同物理量之間的計算要留意單位之間的換算,如mL與L,g、kg與mg等。
(4)關(guān)注結(jié)果表達
待測物含量表達是最后一步,常見的表達方式有質(zhì)量分數(shù)(%)、質(zhì)量體積濃度(mg·L-1)等。結(jié)果表達要關(guān)注待測物給定的量與滴定時實際取用的量是否一致,如給定待測物量是1 L或500 mL,滴定時取用了其中的100 mL或25 mL,后續(xù)數(shù)據(jù)的處理和最終結(jié)果的表達要與量保持一致。
3.常用的計算方法
(1)關(guān)系式法
多步反應(yīng)是多個反應(yīng)連續(xù)發(fā)生,各反應(yīng)物、生成物之間存在確定的物質(zhì)的量的關(guān)系,根據(jù)有關(guān)反應(yīng)物、生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系,找出已知物與所求物間的數(shù)量關(guān)系,列比例式求解,能簡化計算過程。
(2)守恒法
在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。根據(jù)守恒關(guān)系可列等式求解。
1.過氧乙酸(含有少量H2O2雜質(zhì))的含量測定流程如圖。
取樣—→H2SO4酸化—→
KMnO4溶液除H2O2—→
加過量FeSO4溶液還原CH3COOOH—→
K2Cr2O7溶液測定剩余FeSO4溶液
(1)判斷H2O2恰好除盡的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)過氧乙酸被Fe2+還原,還原產(chǎn)物之一為乙酸,其離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若樣品體積為V0 mL,加入c1 mol·L-1 FeSO4溶液V1 mL,消耗c2 mol·L-1 K2Cr2O7溶液V2 mL。則過氧乙酸的含量為　　　　 g·L-1。
2.(2024·江蘇南通專題練節(jié)選)硫酸鎳銨(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O可用于電鍍等領(lǐng)域,為測定其組成,進行如下實驗:
①稱取4.670 g樣品,配成250 mL溶液A。
②取25.00 mL溶液A,加足量濃NaOH溶液并加熱,生成NH3 44.80 mL (標準狀況)。
③另取25.00 mL溶液A,用0.050 00 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),平行測定三次,平均消耗標準EDTA溶液20.00 mL。
則硫酸鎳銨的化學(xué)式為　　　　　。
3.(2024·江蘇揚州三模節(jié)選)二氧化錳是電池工業(yè)的一種非常重要的原料。測定軟錳礦中MnO2含量的方法如下:
步驟一:稱取0.150 0 g軟錳礦樣品于碘量瓶中,加適量硫酸及足量碘化鉀溶液充分反應(yīng)。
步驟二:待反應(yīng)完全后加入少量淀粉溶液,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液22.00 mL。
計算軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)　　　　　,寫出計算過程。
已知:I2+S2→I-+S4(未配平)
4.測定過硫酸鈉(Na2S2O8)產(chǎn)品純度:稱取0.250 0 g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應(yīng)后,再滴加幾滴指示劑,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定,達到滴定終點時,消耗標準溶液的體積為19.50 mL。(已知:I2+2S2===S4+2I-)
(1)選用的指示劑是　　　　,達到滴定終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)樣品的純度為　　　　%。
5.分析化學(xué)中的滴定法除了酸堿中和滴定,還有沉淀滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等。沉淀滴定法可用于NaCl溶液中c(Cl-)的測定。實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。已知:
①Ag2CrO4是一種難溶于水的磚紅色沉淀;
②溶液中同時存在Cl-和Cr時,滴入AgNO3溶液,先生成AgCl沉淀;
③AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
Ⅰ.準備標準溶液
準確稱取AgNO3基準物4.246 8 g(約0.025 0 mol)后,配制成250 mL AgNO3標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。
Ⅱ.滴定待測溶液
a.取待測NaCl溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入1 mL 5% K2CrO4溶液。
c.邊不斷晃動錐形瓶邊用AgNO3標準溶液滴定,當接近滴定終點時,半滴半滴地滴入AgNO3標準溶液,并用力搖晃。記下達到滴定終點時消耗AgNO3標準溶液的體積。
d.重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如表所示。
實驗序號 1 2 3
消耗AgNO3標準溶液體積/mL 20.45 20.02 19.98
e.數(shù)據(jù)處理。
回答下列問題:
(1)將稱得的AgNO3基準物配制成AgNO3標準溶液。所使用的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)達到滴定終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)計算所有消耗的AgNO3標準溶液平均體積為　　　　 mL,測得c(Cl-)=　　　　 mol·L-1。
(4)若用該方法測定NH4Cl溶液中的c(Cl-),待測溶液的pH不宜超過7.2,理由是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)下列關(guān)于實驗的說法合理的是　　　　(填標號)。
A.為使滴定終點現(xiàn)象更加明顯,可改加1 mL 10% K2CrO4溶液
B.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上附著的溶液沖下
C.若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,則c(Cl-)測定結(jié)果偏高
D.滴定后,若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù),會導(dǎo)致c(Cl-)測定結(jié)果偏高
題型突破4　滴定法及測定物質(zhì)含量的答題技巧
1.(2024·山東卷)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下:
①加樣,將a mg樣品加入管式爐內(nèi)瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋),聚四氟乙烯活塞滴定管G內(nèi)預(yù)裝c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3堿性標準溶液,溶液中KIO3濃度為0.002 0 mol·L-1,吸收管F內(nèi)盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內(nèi)滴入適量KIO3堿性標準溶液,發(fā)生反應(yīng):KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O,使溶液顯淺藍色。
②燃燒:按一定流速通入O2,一段時間后,加熱并使樣品燃燒。
③滴定:當F內(nèi)溶液淺藍色消退時(發(fā)生反應(yīng):SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI),立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復(fù)現(xiàn)。隨SO2不斷進入F,滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換,直至終點。
該滴定實驗達終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　;
滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL,樣品中硫的質(zhì)量分數(shù)是　　　　(用代數(shù)式表示)。
答案　當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后,溶液由無色突變?yōu)樗{色且30 s內(nèi)不變色　%
解析　該滴定實驗是利用過量的半滴標準溶液來指示滴定終點的,因此,該滴定實驗達終點的現(xiàn)象是當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后,溶液由無色突變?yōu)樗{色且30 s內(nèi)不變色;由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O可得關(guān)系式3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL,則n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 0 mol·L-1=2.000 0×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000 0×10-6V mol=6.000 0×10-6V mol,樣品中硫的質(zhì)量分數(shù)是×100%=%。
2.(2023·浙江6月選考)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{[Al2(OH)aClb]m,a=1~5}按如下流程開展實驗。
已知:①鋁土礦主要成分為Al2O3,含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。
②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用鹽基度衡量,鹽基度=,當鹽基度為0.60~0.85時,絮凝效果較好。
請回答:
測定產(chǎn)品的鹽基度。
Cl-的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,調(diào)pH=6.5~10.5,滴加指示劑K2CrO4溶液。在不斷搖動下,用0.100 0 mol·L-1 AgNO3標準溶液滴定至淺紅色(有Ag2CrO4沉淀),30秒內(nèi)不褪色。平行測試3次,平均消耗AgNO3標準溶液22.50 mL。另測得上述樣品溶液中c(Al3+)=0.100 0 mol·L-1。
①產(chǎn)品的鹽基度為　　　　　　。
②測定Cl-過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　①0.7　②pH過低,指示劑會與氫離子反應(yīng)生成重鉻酸根,會氧化氯離子,導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏少,而pH過高,氫氧根會與銀離子反應(yīng),導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏多
解析　①根據(jù)Cl-~AgNO3,樣品溶液中氯離子物質(zhì)的量濃度為=0.09 mol·L-1,n(Al3+)∶n(Cl-)=10∶9,根據(jù)電荷守恒得到 [Al2(OH)4.2Cl1.8]m產(chǎn)品的鹽基度為=0.7。②測定Cl-過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是pH過低,指示劑會與氫離子反應(yīng)生成重鉻酸根,會氧化氯離子,導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏少,而pH過高,氫氧根會與銀離子反應(yīng),導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏多。
3.(2022·山東卷)實驗室利用FeCl2·4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76 ℃,遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問題:
現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2·nH2O,為測定n值進行如下實驗:
實驗 Ⅰ:稱取m1 g樣品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+達終點時消耗V mL(滴定過程中Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+,Cl-不反應(yīng))。
實驗 Ⅱ:另取m1 g樣品,利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后,固體質(zhì)量為m2 g。
則n=　　　　;下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是　　　　(填標號)。
A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)
B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C.實驗 Ⅰ 中,稱重后樣品發(fā)生了潮解
D.滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
答案　　AB
解析　滴定過程中Cr2將Fe2+氧化成Fe3+,自身被還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O,則m1 g樣品中n(FeCl2)=6n(Cr2)=6cV×10-3 mol;m1 g樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m1-m2) g,結(jié)晶水物質(zhì)的量為 mol,n(FeCl2)∶n(H2O)=1∶n=(6cV×10-3 mol): mol,解得n=;A.樣品中含少量FeO雜質(zhì),溶于稀硫酸后生成Fe2+,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏大,使n的測量值偏小,A項選;B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分,則m2偏大,使n的測量值偏小,B項選;C.實驗Ⅰ稱重后,樣品發(fā)生了潮解,樣品的質(zhì)量不變,消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變,使n的測量值不變,C項不選;D.滴定達到終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小,使n的測量值偏大,D項不選;答案選AB。
1.滴定法的定量關(guān)系
(1)凱氏定氮法
反應(yīng)原理:NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3
定量關(guān)系:n(N)≈n(HCl)
(2)沉淀滴定
K2CrO4與AgNO3
反應(yīng)原理:2Ag++Cr===Ag2CrO4↓
定量關(guān)系:n(Ag+)=2n(K2CrO4)
(3)氧化還原滴定
氧化劑 還原劑 反應(yīng)原理 定量關(guān)系
KMnO4 Na2C2O4 2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O 5n(KMnO4)=2n(Na2C2O4)
H2O2 2Mn+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O 5n(KMnO4)=2n(H2O2)
K2Cr2O7 Fe2+ 6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 6n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)
KIO3 I- 5I-+I+6H+===3I2+3H2O 5n(KIO3)=n(I-)
I2 S I2+S+H2O===2I-+S+2H+ n(I2)=n(S)
S2 2S2+I2===S4+2I- 2n(I2)=n(S2)
2.滴定法測定物質(zhì)含量的答題技巧
(1)理清滴定類型
快速瀏覽滴定過程,判斷滴定待測物和滴定試劑之間是直接滴定還是間接滴定。
滴定 方法 滴定模型
直接 滴定 待測物A和滴定試劑B通過得失電子守恒或原子守恒直接建立起關(guān)系,即滴定過程涉及的反應(yīng)只有一個,即aA~bB關(guān)系
間接 滴定 關(guān)系 式法 待測物A與試劑B發(fā)生反應(yīng)生成中間產(chǎn)物C,中間產(chǎn)物C又與滴定試劑D發(fā)生反應(yīng),待測物A與滴定試劑D之間的定量關(guān)系需要借助中間產(chǎn)物C建立,該過程涉及的反應(yīng)至少有兩個
反滴 定法 待測物A與過量的試劑B發(fā)生反應(yīng),再用試劑C滴定過量的試劑B,由消耗的試劑C求解與待測物A反應(yīng)后過量的試劑B,再由試劑B的總量減去過量的試劑B而求得與待測物A反應(yīng)的試劑B,進而求得待測物A
(2)建立守恒關(guān)系
在理清滴定類型的基礎(chǔ)上,通過原子守恒或得失電子守恒快速建立待測物和滴定試劑之間的定量關(guān)系。根據(jù)滴定類型建立待測物和滴定試劑之間的關(guān)系是后續(xù)順利解答試題的核心依據(jù)。
(3)留意單位換算
在代入數(shù)據(jù)計算時要留意所取待測物和滴定試劑物理量的不同,不同物理量之間的計算要留意單位之間的換算,如mL與L,g、kg與mg等。
(4)關(guān)注結(jié)果表達
待測物含量表達是最后一步,常見的表達方式有質(zhì)量分數(shù)(%)、質(zhì)量體積濃度(mg·L-1)等。結(jié)果表達要關(guān)注待測物給定的量與滴定時實際取用的量是否一致,如給定待測物量是1 L或500 mL,滴定時取用了其中的100 mL或25 mL,后續(xù)數(shù)據(jù)的處理和最終結(jié)果的表達要與量保持一致。
3.常用的計算方法
(1)關(guān)系式法
多步反應(yīng)是多個反應(yīng)連續(xù)發(fā)生,各反應(yīng)物、生成物之間存在確定的物質(zhì)的量的關(guān)系,根據(jù)有關(guān)反應(yīng)物、生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系,找出已知物與所求物間的數(shù)量關(guān)系,列比例式求解,能簡化計算過程。
(2)守恒法
在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。根據(jù)守恒關(guān)系可列等式求解。
1.過氧乙酸(含有少量H2O2雜質(zhì))的含量測定流程如圖。
取樣—→H2SO4酸化—→
KMnO4溶液除H2O2—→
加過量FeSO4溶液還原CH3COOOH—→
K2Cr2O7溶液測定剩余FeSO4溶液
(1)判斷H2O2恰好除盡的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)過氧乙酸被Fe2+還原,還原產(chǎn)物之一為乙酸,其離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若樣品體積為V0 mL,加入c1 mol·L-1 FeSO4溶液V1 mL,消耗c2 mol·L-1 K2Cr2O7溶液V2 mL。則過氧乙酸的含量為　　　　 g·L-1。
答案　(1)當?shù)稳胱詈蟀氲胃咤i酸鉀溶液時,溶液由無色變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
(2)CH3COOOH+2Fe2++2H+===CH3COOH+2Fe3++H2O　(3)
解析　(1)高錳酸鉀溶液為紫紅色,過氧化氫沒除盡之前,加高錳酸鉀,溶液紫紅色會褪去,若過氧化氫恰好除盡,再滴入高錳酸鉀溶液,溶液將變?yōu)闇\紅色。(3)Fe2+總物質(zhì)的量為c1V1×10-3 mol,n(K2Cr2O7)=c2V2×10-3 mol。根據(jù)得失電子守恒有:K2Cr2O7~2Cr3+~6e-~6Fe2+~6Fe3+,即每1 mol K2Cr2O7與6 mol Fe2+恰好完全反應(yīng),所以與c2V2×10-3 mol K2Cr2O7反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為6c2V2×10-3 mol,則與過氧乙酸反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為c1V1×10-3 mol-6c2V2×10-3 mol,根據(jù)CH3COOOH+2Fe2++2H+===CH3COOH+2Fe3++H2O可得,CH3COOOH的物質(zhì)的量為,CH3COOOH的質(zhì)量為×76 g·mol-1=38(c1V1×10-3-6c2V2×10-3) g,則過氧乙酸的含量為= g·L-1。
2.(2024·江蘇南通專題練節(jié)選)硫酸鎳銨(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O可用于電鍍等領(lǐng)域,為測定其組成,進行如下實驗:
①稱取4.670 g樣品,配成250 mL溶液A。
②取25.00 mL溶液A,加足量濃NaOH溶液并加熱,生成NH3 44.80 mL (標準狀況)。
③另取25.00 mL溶液A,用0.050 00 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),平行測定三次,平均消耗標準EDTA溶液20.00 mL。
則硫酸鎳銨的化學(xué)式為　　　　　。
答案　(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
解析　4.670 g硫酸鎳銨中Ni2+的物質(zhì)的量為0.02 L×0.050 00 mol·L-1×10=0.010 00 mol,n(N)=10n(NH3)=10×2×10-3 mol=0.02 mol。根據(jù)電荷守恒可知樣品中n(S)=0.02 mol;根據(jù)質(zhì)量守恒可得:m(H2O)=4.670 g-0.01 mol×59 g·mol-1-0.02 mol×18 g·mol-1-0.02 mol×96 g·mol-1=1.800 g;n(H2O)=0.100 0 mol,則:x∶y∶m∶n=0.02∶0.01∶0.02∶0.1=2∶1∶2∶10,硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O。
3.(2024·江蘇揚州三模節(jié)選)二氧化錳是電池工業(yè)的一種非常重要的原料。測定軟錳礦中MnO2含量的方法如下:
步驟一:稱取0.150 0 g軟錳礦樣品于碘量瓶中,加適量硫酸及足量碘化鉀溶液充分反應(yīng)。
步驟二:待反應(yīng)完全后加入少量淀粉溶液,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液22.00 mL。
計算軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)　　　　　,寫出計算過程。
已知:I2+S2→I-+S4(未配平)
答案　63.80%
解析　二氧化錳與KI的反應(yīng)為MnO2+4H++2I-===Mn2++I2+2H2O,且Na2S2O3與I2的反應(yīng)為I2+2S2===2I-+S4,由關(guān)系式可知MnO2~I2~2S2,n(MnO2)=0.1×22×10-3× mol=1.1×10-3 mol;故軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為×100%=63.80%。
4.測定過硫酸鈉(Na2S2O8)產(chǎn)品純度:稱取0.250 0 g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應(yīng)后,再滴加幾滴指示劑,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定,達到滴定終點時,消耗標準溶液的體積為19.50 mL。(已知:I2+2S2===S4+2I-)
(1)選用的指示劑是　　　　,達到滴定終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)樣品的純度為　　　　%。
答案　(1)淀粉溶液　滴入最后半滴標準溶液,溶液的藍色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍色
(2)92.82
解析　(1)根據(jù)淀粉遇I2變藍色,可選用淀粉溶液作指示劑,若達到滴定終點,會看到溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不再變?yōu)樗{色。(2)Na2S2O8作氧化劑,與KI反應(yīng)的離子方程式為S2+2I-===2S+I2,I2與Na2S2O3反應(yīng)的離子方程式為I2+2S2===S4+2I-,可得關(guān)系式:Na2S2O8~I2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=0.100 0 mol·L-1×19.50×10-3 L=1.95×10-3 mol,則n(Na2S2O8)=n(Na2S2O3)=9.75×10-4 mol,m(Na2S2O8)=9.75×10-4 mol×238 g·mol-1=0.232 05 g,則該樣品的純度為×100%=92.82%。
5.分析化學(xué)中的滴定法除了酸堿中和滴定,還有沉淀滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等。沉淀滴定法可用于NaCl溶液中c(Cl-)的測定。實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。已知:
①Ag2CrO4是一種難溶于水的磚紅色沉淀;
②溶液中同時存在Cl-和Cr時,滴入AgNO3溶液,先生成AgCl沉淀;
③AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
Ⅰ.準備標準溶液
準確稱取AgNO3基準物4.246 8 g(約0.025 0 mol)后,配制成250 mL AgNO3標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。
Ⅱ.滴定待測溶液
a.取待測NaCl溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入1 mL 5% K2CrO4溶液。
c.邊不斷晃動錐形瓶邊用AgNO3標準溶液滴定,當接近滴定終點時,半滴半滴地滴入AgNO3標準溶液,并用力搖晃。記下達到滴定終點時消耗AgNO3標準溶液的體積。
d.重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如表所示。
實驗序號 1 2 3
消耗AgNO3標準溶液體積/mL 20.45 20.02 19.98
e.數(shù)據(jù)處理。
回答下列問題:
(1)將稱得的AgNO3基準物配制成AgNO3標準溶液。所使用的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)達到滴定終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)計算所有消耗的AgNO3標準溶液平均體積為　　　　 mL,測得c(Cl-)=　　　　 mol·L-1。
(4)若用該方法測定NH4Cl溶液中的c(Cl-),待測溶液的pH不宜超過7.2,理由是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)下列關(guān)于實驗的說法合理的是　　　　(填標號)。
A.為使滴定終點現(xiàn)象更加明顯,可改加1 mL 10% K2CrO4溶液
B.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上附著的溶液沖下
C.若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,則c(Cl-)測定結(jié)果偏高
D.滴定后,若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù),會導(dǎo)致c(Cl-)測定結(jié)果偏高
答案　(1)250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管、量筒　(2)滴入最后半滴AgNO3標準溶液時,錐形瓶中出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解　(3)20.00　0.080 0　(4)若NH4Cl溶液pH過大,N與OH-結(jié)合會生成NH3,增大AgCl的溶解能力,使AgNO3標準溶液所用體積增大,c(Cl-)測定結(jié)果偏高　(5)BCD
解析　(1)AgNO3見光易分解,配制AgNO3標準溶液時,所使用的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管、量筒。(2)根據(jù)已知信息②可知,Cl-沉淀完全后,才會生成磚紅色Ag2CrO4沉淀,故達到滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后半滴AgNO3標準溶液時,錐形瓶中出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解。(3)對比3組數(shù)據(jù)可知,實驗1數(shù)據(jù)誤差較大,為無效數(shù)據(jù),應(yīng)舍去,故消耗AgNO3標準溶液的平均體積為20.00 mL,AgNO3標準溶液的物質(zhì)的量濃度為=0.100 0 mol·L-1,c(Cl-)==0.080 0 mol·L-1。(4)由已知信息③可知,若NH4Cl溶液pH過大,N與OH-結(jié)合生成的NH3與AgCl反應(yīng)生成可溶性的[Ag(NH3)2]Cl,增大AgNO3標準溶液所用體積,使c(Cl-)測定結(jié)果偏高。(5)A項,由于K2CrO4也能與AgNO3反應(yīng),所以加入的K2CrO4不宜過多,不合理。B項,滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上附著的溶液沖下,有利于提高實驗準確度,合理。C項,若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,所配制AgNO3標準溶液的物質(zhì)的量濃度偏小,則滴定Cl-時消耗AgNO3標準溶液的體積偏大,使c(Cl-)測定結(jié)果偏高,合理。D項,滴定后,若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù)、會導(dǎo)致讀數(shù)偏大,因為稍等片刻后,懸掛于滴定管內(nèi)壁上的溶液流下,還會使液面略上升,導(dǎo)致讀取的AgNO3標準溶液的體積偏大,則c(Cl-)測定結(jié)果偏高,合理。(共30張PPT)
第一篇　新高考題型突破
板塊Ⅷ　化學(xué)實驗
題型突破主觀題　題型突破4　滴定法及測定物質(zhì)含量的答題技巧
真題導(dǎo)航
核心整合
模擬預(yù)測
1.(2024·山東卷)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下:
①加樣,將a mg樣品加入管式爐內(nèi)瓷舟中
(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋),聚四氟乙烯
活塞滴定管G內(nèi)預(yù)裝c(KIO3)∶c(KI)略小
于1∶5的KIO3堿性標準溶液,溶液中KIO3濃度為0.002 0 mol·L-1,吸收管F內(nèi)盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內(nèi)滴入適量KIO3堿性標準溶液,發(fā)生反應(yīng):KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O,使溶液顯淺藍色。
②燃燒:按一定流速通入O2,一段時間后,加熱并使樣品燃燒。
③滴定:當F內(nèi)溶液淺藍色消退時(發(fā)生反應(yīng):SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI),立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復(fù)現(xiàn)。隨SO2不斷進入F,滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換,直至終點。
該滴定實驗達終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　 　
　　　　　　　　　　　　　　 　;
滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL,樣品中硫的質(zhì)量分數(shù)是　　　 　(用代數(shù)式表示)。
當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后,溶液由無色突變?yōu)樗{色且30 s內(nèi)不變色
%
解析　該滴定實驗是利用過量的半滴標準溶液來指示滴定終點的,因此,該滴定實驗達終點的現(xiàn)象是當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后,溶液由無色突變?yōu)樗{色且30 s內(nèi)不變色;由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O可得關(guān)系式3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗KIO3堿性標準溶液V mL,則n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 0 mol·L-1=2.000 0×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000 0×10-6V mol=6.000 0×10-6V mol,樣品中硫的質(zhì)量分數(shù)是×100%=%。
2.(2023·浙江6月選考)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{[Al2(OH)aClb]m,a=1~5}按如下流程開展實驗。
已知:①鋁土礦主要成分為
Al2O3,含少量Fe2O3和SiO2。
用NaOH溶液溶解鋁土礦過程
中SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。
②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用鹽基度衡量,鹽基度=,當鹽基度為0.60~0.85時,絮凝效果較好。
請回答:
測定產(chǎn)品的鹽基度。
Cl-的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,調(diào)pH=6.5~10.5,滴加指示劑K2CrO4溶液。在不斷搖動下,用0.100 0 mol·L-1 AgNO3標準溶液滴定至淺紅色(有Ag2CrO4沉淀),30秒內(nèi)不褪色。平行測試3次,平均消耗AgNO3標準溶液22.50 mL。另測得上述樣品溶液中c(Al3+)=0.100 0 mol·L-1。
①產(chǎn)品的鹽基度為　　　　　　。
②測定Cl-過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是
　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　。
0.7
pH過低,指示劑會與氫離子反應(yīng)生成重鉻酸根,會氧化氯離子,導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏少,而pH過高,氫氧根會與銀離子反應(yīng),導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏多
解析　①根據(jù)Cl-~AgNO3,樣品溶液中氯離子物質(zhì)的量濃度為=0.09 mol·L-1,n(Al3+)∶n(Cl-)=10∶9,根據(jù)電荷守恒得到 [Al2(OH)4.2Cl1.8]m產(chǎn)品的鹽基度為=0.7。②測定Cl-過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是pH過低,指示劑會與氫離子反應(yīng)生成重鉻酸根,會氧化氯離子,導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏少,而pH過高,氫氧根會與銀離子反應(yīng),導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏多。
3.(2022·山東卷)實驗室利用FeCl2·4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76 ℃,遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問題:
現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2·nH2O,為測定n值進行如下實驗:
實驗 Ⅰ:稱取m1 g樣品,用足量稀硫酸溶解后,用
c mol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+達終點時消
耗V mL(滴定過程中Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+,Cl-不反
應(yīng))。
實驗 Ⅱ:另取m1 g樣品,利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后,固體質(zhì)量為m2 g。
則n=　 　;下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是　　　　(填標號)。
A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)
B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C.實驗 Ⅰ 中,稱重后樣品發(fā)生了潮解
D.滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
解析　滴定過程中Cr2將Fe2+氧化成Fe3+,自身被還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O,則m1 g樣品中n(FeCl2)=6n(Cr2)= 6cV×10-3 mol;m1 g樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m1-m2) g,結(jié)晶水物質(zhì)的量為 mol, n(FeCl2)∶n(H2O)=1∶n=(6cV×10-3 mol): mol,解得n=;A.樣品中含少量FeO雜質(zhì),溶于稀硫酸后生成Fe2+,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏大,使n的測量值偏小,A項選;B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分,則m2偏大,使n的測量值偏小,B項選;C.實驗Ⅰ稱重后,樣品發(fā)生了潮解,樣品的質(zhì)量不變,消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變,使n的測量值不變,C項不選;D.滴定達到終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小,使n的測量值偏大,D項不選;答案選AB。
1.滴定法的定量關(guān)系
(1)凱氏定氮法
反應(yīng)原理:NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3
定量關(guān)系:n(N)≈n(HCl)
(2)沉淀滴定
K2CrO4與AgNO3
反應(yīng)原理:2Ag++Cr===Ag2CrO4↓
定量關(guān)系:n(Ag+)=2n(K2CrO4)
(3)氧化還原滴定
氧化劑 還原劑 反應(yīng)原理 定量關(guān)系
KMnO4 Na2C2O4
H2O2
K2Cr2O7 Fe2+
KIO3 I-
I2 S
S2
2Mn+5C2+16H+===
2Mn2++10CO2↑+8H2O
5n(KMnO4)=
2n(Na2C2O4)
2Mn+5H2O2+6H+===
2Mn2++5O2↑+8H2O
5n(KMnO4)=2n(H2O2)
6Fe2++Cr2+14H+===
6Fe3++2Cr3++7H2O
6n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)
5I-+I+6H+===3I2+3H2O
5n(KIO3)=n(I-)
I2+S+H2O===2I-+S+2H+
n(I2)=n(S)
2S2+I2===S4+2I-
2n(I2)=n(S2)
2.滴定法測定物質(zhì)含量的答題技巧
(1)理清滴定類型
快速瀏覽滴定過程,判斷滴定待測物和滴定試劑之間是直接滴定還是間接滴定。
滴定方法 滴定模型
直接 滴定 待測物A和滴定試劑B通過得失電子守恒或原子守恒直接建立起關(guān)系,即滴定過程涉及的反應(yīng)只有一個,即aA~bB關(guān)系
間接 滴定 關(guān)系 式法 待測物A與試劑B發(fā)生反應(yīng)生成中間產(chǎn)物C,中間產(chǎn)物C又與滴定試劑D發(fā)生反應(yīng),待測物A與滴定試劑D之間的定量關(guān)系需要借助中間產(chǎn)物C建立,該過程涉及的反應(yīng)至少有兩個
反滴 定法 待測物A與過量的試劑B發(fā)生反應(yīng),再用試劑C滴定過量的試劑B,由消耗的試劑C求解與待測物A反應(yīng)后過量的試劑B,再由試劑B的總量減去過量的試劑B而求得與待測物A反應(yīng)的試劑B,進而求得待測物A
(2)建立守恒關(guān)系
在理清滴定類型的基礎(chǔ)上,通過原子守恒或得失電子守恒快速建立待測物和滴定試劑之間的定量關(guān)系。根據(jù)滴定類型建立待測物和滴定試劑之間的關(guān)系是后續(xù)順利解答試題的核心依據(jù)。
(3)留意單位換算
在代入數(shù)據(jù)計算時要留意所取待測物和滴定試劑物理量的不同,不同物理量之間的計算要留意單位之間的換算,如mL與L,g、kg與mg等。
(4)關(guān)注結(jié)果表達
待測物含量表達是最后一步,常見的表達方式有質(zhì)量分數(shù)(%)、質(zhì)量體積濃度(mg·L-1)等。結(jié)果表達要關(guān)注待測物給定的量與滴定時實際取用的量是否一致,如給定待測物量是1 L或500 mL,滴定時取用了其中的100 mL或25 mL,后續(xù)數(shù)據(jù)的處理和最終結(jié)果的表達要與量保持一致。
3.常用的計算方法
(1)關(guān)系式法
多步反應(yīng)是多個反應(yīng)連續(xù)發(fā)生,各反應(yīng)物、生成物之間存在確定的物質(zhì)的量的關(guān)系,根據(jù)有關(guān)反應(yīng)物、生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系,找出已知物與所求物間的數(shù)量關(guān)系,列比例式求解,能簡化計算過程。
(2)守恒法
在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。根據(jù)守恒關(guān)系可列等式求解。
1.過氧乙酸(含有少量H2O2雜質(zhì))的含量測定流程如圖。
(1)判斷H2O2恰好除盡的實驗現(xiàn)象是
　　　　　　　　　　　　　　 。
(2)過氧乙酸被Fe2+還原,還原產(chǎn)物之一為乙酸,其離子方程式為
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　。
(3)若樣品體積為V0 mL,加入c1 mol·L-1 FeSO4溶液V1 mL,消耗c2 mol·L-1 K2Cr2O7溶
液V2 mL。則過氧乙酸的含量為　 　　　 g·L-1。
當?shù)稳胱詈蟀氲胃咤i酸鉀溶液時,溶液由無色變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
CH3COOOH+2Fe2++2H+===CH3COOH+2Fe3++H2O
解析　(1)高錳酸鉀溶液為紫紅色,過氧化氫沒除盡之前,加高錳酸鉀,溶液紫紅色會褪去,若過氧化氫恰好除盡,再滴入高錳酸鉀溶液,溶液將變?yōu)闇\紅色。(3)Fe2+總物質(zhì)的量為c1V1×10-3 mol,n(K2Cr2O7)=c2V2×10-3 mol。根據(jù)得失電子守恒有:K2Cr2O7~2Cr3+~6e-~6Fe2+~6Fe3+,即每1 mol K2Cr2O7與6 mol Fe2+恰好完全反應(yīng),所以與c2V2×10-3 mol K2Cr2O7反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為6c2V2×10-3 mol,則與過氧乙酸反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為c1V1×10-3 mol-6c2V2×10-3 mol,根據(jù)CH3COOOH+2Fe2++2H+===CH3COOH+2Fe3++H2O可得,CH3COOOH的物質(zhì)的量為,CH3COOOH的質(zhì)量為× 76 g·mol-1=38(c1V1×10-3-6c2V2×10-3) g,則過氧乙酸的含量為= g·L-1。
2.(2024·江蘇南通專題練節(jié)選)硫酸鎳銨(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O可用于電鍍等領(lǐng)域,為測定其組成,進行如下實驗:
①稱取4.670 g樣品,配成250 mL溶液A。
②取25.00 mL溶液A,加足量濃NaOH溶液并加熱,生成NH3 44.80 mL (標準狀況)。
③另取25.00 mL溶液A,用0.050 00 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),平行測定三次,平均消耗標準EDTA溶液20.00 mL。
則硫酸鎳銨的化學(xué)式為　　　　 　。
(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
解析　4.670 g硫酸鎳銨中Ni2+的物質(zhì)的量為0.02 L×0.050 00 mol·L-1×10=0.010 00 mol,n(N)=10n(NH3)=10×2×10-3 mol=0.02 mol。根據(jù)電荷守恒可知樣品中n(S)=0.02 mol;根據(jù)質(zhì)量守恒可得:m(H2O)=4.670 g-0.01 mol×59 g·mol-1-0.02 mol×18 g·mol-1-0.02 mol×96 g·mol-1=1.800 g;n(H2O)=0.100 0 mol,則:x∶y∶m∶n= 0.02∶0.01∶0.02∶0.1=2∶1∶2∶10,硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O。
3.(2024·江蘇揚州三模節(jié)選)二氧化錳是電池工業(yè)的一種非常重要的原料。測定軟錳礦中MnO2含量的方法如下:
步驟一:稱取0.150 0 g軟錳礦樣品于碘量瓶中,加適量硫酸及足量碘化鉀溶液充分反應(yīng)。
步驟二:待反應(yīng)完全后加入少量淀粉溶液,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液22.00 mL。
計算軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)　　　　　,寫出計算過程。
已知:I2+S2→I-+S4(未配平)
63.80%
解析　二氧化錳與KI的反應(yīng)為MnO2+4H++2I-===Mn2++I2+2H2O,且Na2S2O3與I2的反應(yīng)為I2+2S2===2I-+S4,由關(guān)系式可知MnO2~I2~2S2,n(MnO2)= 0.1×22×10-3× mol=1.1×10-3 mol;故軟錳礦中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為×100%=63.80%。
4.測定過硫酸鈉(Na2S2O8)產(chǎn)品純度:稱取0.250 0 g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應(yīng)后,再滴加幾滴指示劑,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定,達到滴定終點時,消耗標準溶液的體積為19.50 mL。(已知:I2+2S2===S4+2I-)
(1)選用的指示劑是　　　 　,達到滴定終點的現(xiàn)象是
　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　 　。
(2)樣品的純度為　　　　%。
淀粉溶液
滴入最后半滴標準溶液,溶液的藍色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍色
92.82
解析　(1)根據(jù)淀粉遇I2變藍色,可選用淀粉溶液作指示劑,若達到滴定終點,會看到溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不再變?yōu)樗{色。(2)Na2S2O8作氧化劑,與KI反應(yīng)的離子方程式為S2+2I-===2S+I2,I2與Na2S2O3反應(yīng)的離子方程式為I2+2S2===S4+2I-,可得關(guān)系式:Na2S2O8~I2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=0.100 0 mol·L-1×19.50×10-3 L=1.95×10-3 mol,則n(Na2S2O8)=n(Na2S2O3)=9.75×10-4 mol,m(Na2S2O8)=9.75×10-4 mol×238 g·mol-1=0.232 05 g,則該樣品的純度為×100%=92.82%。
5.分析化學(xué)中的滴定法除了酸堿中和滴定,還有沉淀滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等。沉淀滴定法可用于NaCl溶液中c(Cl-)的測定。實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。已知:
①Ag2CrO4是一種難溶于水的磚紅色沉淀;
②溶液中同時存在Cl-和Cr時,滴入AgNO3溶液,先生成AgCl沉淀;
③AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
Ⅰ.準備標準溶液
準確稱取AgNO3基準物4.246 8 g(約0.025 0 mol)后,配制成250 mL AgNO3標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。
Ⅱ.滴定待測溶液
a.取待測NaCl溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入1 mL 5% K2CrO4溶液。
c.邊不斷晃動錐形瓶邊用AgNO3標準溶液滴定,當接近滴定終點時,半滴半滴地滴入AgNO3標準溶液,并用力搖晃。記下達到滴定終點時消耗AgNO3標準溶液的體積。
d.重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如表所示。
實驗序號 1 2 3
消耗AgNO3標準溶液體積/mL 20.45 20.02 19.98
e.數(shù)據(jù)處理。
回答下列問題:
(1)將稱得的AgNO3基準物配制成AgNO3標準溶液。所使用的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有　　　　　　　　　 　　　　　　。
(2)達到滴定終點的現(xiàn)象是　 　　　　　　　　　　　　 　　。
(3)計算所有消耗的AgNO3標準溶液平均體積為　 　　　 mL,測得c(Cl-)=　　　　 mol·L-1。
250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管、量筒
滴入最后半滴AgNO3標準溶液時,錐形瓶中出現(xiàn)
磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解
20.00
0.080 0
解析　(1)AgNO3見光易分解,配制AgNO3標準溶液時,所使用的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管、量筒。(2)根據(jù)已知信息②可知,Cl-沉淀完全后,才會生成磚紅色Ag2CrO4沉淀,故達到滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后半滴AgNO3標準溶液時,錐形瓶中出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解。(3)對比3組數(shù)據(jù)可知,實驗1數(shù)據(jù)誤差較大,為無效數(shù)據(jù),應(yīng)舍去,故消耗AgNO3標準溶液的平均體積為20.00 mL,AgNO3標準溶液的物質(zhì)的量濃度為=0.100 0 mol·L-1,c(Cl-)==0.080 0 mol·L-1。
(4)若用該方法測定NH4Cl溶液中的c(Cl-),待測溶液的pH不宜超過7.2,理由是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　。
(5)下列關(guān)于實驗的說法合理的是　　　　(填標號)。
A.為使滴定終點現(xiàn)象更加明顯,可改加1 mL 10% K2CrO4溶液
B.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上附著的溶液沖下
C.若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,則c(Cl-)測定結(jié)果偏高
D.滴定后,若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù),會導(dǎo)致c(Cl-)測定結(jié)果偏高
若NH4Cl溶液pH過大,N與OH-結(jié)合會生成NH3,增大AgCl的溶解能力,
使AgNO3標準溶液所用體積增大,c(Cl-)測定結(jié)果偏高
BCD
解析　(4)由已知信息③可知,若NH4Cl溶液pH過大,N與OH-結(jié)合生成的NH3與AgCl反應(yīng)生成可溶性的[Ag(NH3)2]Cl,增大AgNO3標準溶液所用體積,使c(Cl-)測定結(jié)果偏高。(5)A項,由于K2CrO4也能與AgNO3反應(yīng),所以加入的K2CrO4不宜過多,不合理。B項,滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上附著的溶液沖下,有利于提高實驗準確度,合理。C項,若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,所配制AgNO3標準溶液的物質(zhì)的量濃度偏小,則滴定Cl-時消耗AgNO3標準溶液的體積偏大,使c(Cl-)測定結(jié)果偏高,合理。D項,滴定后,若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù)、會導(dǎo)致讀數(shù)偏大,因為稍等片刻后,懸掛于滴定管內(nèi)壁上的溶液流下,還會使液面略上升,導(dǎo)致讀取的AgNO3標準溶液的體積偏大,則c(Cl-)測定結(jié)果偏高,合理。

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