微型專(zhuān)題突破系列第8章

1、微型專(zhuān)題突破系列滴定原理的綜合應(yīng)用【考情播報(bào)】中和滴定實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)中重要的定量實(shí)驗(yàn)之一，有關(guān)中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作、指示劑的選擇和誤差分析是高考試題的“常客”。隨著新課程改革的推進(jìn)，與滴定實(shí)驗(yàn)相關(guān)的沉淀滴定和氧化還原滴定也在高考試題中頻頻出現(xiàn)，需引起考生的重視。常見(jiàn)的命題角度有：(1)中和滴定綜合考查；(2)沉淀滴定法；(3)氧化還原滴定法?！敬痤}必備】中和滴定操作不僅適用于酸堿中和反應(yīng)，也可遷移應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)，NaOH、Na2CO3混合溶液與鹽酸的反應(yīng)及沉淀反應(yīng)。1.氧化還原滴定法：(1)原理。以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)。(2)實(shí)例。酸性KMnO4溶液滴

2、定H2C2O4溶液原理：2 +6H+5H2C2O4=10CO2+2Mn2+8H2O。指示劑：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外選擇指示劑，當(dāng)?shù)稳胍坏嗡嵝訩MnO4溶液后，溶液由無(wú)色變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。Na2S2O3溶液滴定碘液原理：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。指示劑：用淀粉作指示劑，當(dāng)?shù)稳胍坏蜰a2S2O3溶液后，溶液的藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。2.沉淀滴定法(利用生成沉淀的反應(yīng))。應(yīng)用最多的是銀量法，即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl-、Br-、I-和Ag+。注意：(1)在回答滴定終點(diǎn)的顏色變化時(shí)，要強(qiáng)調(diào)在半分鐘

3、內(nèi)溶液顏色不褪去(或不恢復(fù)原色)。(2)在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，要注意取出樣品溶液與原樣品所配制溶液量之間的關(guān)系。(3)一般來(lái)說(shuō)，酸式滴定管用于盛裝酸性或中性溶液，堿式滴定管用于盛裝堿性溶液。因酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的橡膠管，故酸性KMnO4溶液通常用酸式滴定管來(lái)盛裝?！镜漕}示例】角度一 中和滴定綜合考查(2014重慶高考)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25 gL-1。某興趣小組用圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對(duì)其含量進(jìn)行測(cè)定。(1)儀器A的名稱(chēng)是_，水通入A的進(jìn)口為_(kāi)。(2)B中加入300.00 mL葡萄

4、酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)除去C中過(guò)量的H2O2，然后用0.090 0 molL-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定前排氣泡時(shí)，應(yīng)選擇圖2中_的；若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH8.8，則選擇的指示劑為_(kāi)；若用50 mL滴定管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積(填序號(hào))_(10 mL，40 mL，10 mL，40 mL)。(4)滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗NaOH溶液25.00 mL，該葡萄酒中SO2含量為_(kāi)gL-1。(5)該測(cè)定結(jié)果比實(shí)際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進(jìn)措施：_?！镜漕}剖析】抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析

5、與遷移信息SO2具有強(qiáng)還原性，而H2O2具有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)信息NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液要盛放在堿式滴定管中信息滴定管的下端有一段是沒(méi)有刻度的信息偏高，說(shuō)明有能與NaOH反應(yīng)的其他物質(zhì)參加了反應(yīng)【嘗試解答】(1)根據(jù)儀器A特點(diǎn)知是冷凝管，為了充分冷卻氣體，應(yīng)該下口進(jìn)水，即b口進(jìn)水。(2)二氧化硫與過(guò)氧化氫反應(yīng)生成硫酸：SO2+H2O2=H2SO4。(3)氫氧化鈉溶液裝在堿式滴定管中，排出滴定管中的空氣用的方法，根據(jù)終點(diǎn)的pH知應(yīng)該選擇酚酞作指示劑(酚酞的變色范圍是8.210.0)，50 mL刻度線以下有液體，因此管內(nèi)的液體體積大于50 mL-10 mL=40 mL。(4)根據(jù)2NaOH

6、H2SO4SO2知SO2質(zhì)量為(0.090 0 molL-10.025 L)/264 gmol-1=0.072 g，該葡萄酒中的二氧化硫含量是0.072 g0.3 L=0.24 gL-1。(5)由于鹽酸是揮發(fā)性酸，揮發(fā)的酸消耗氫氧化鈉，使得消耗的氫氧化鈉溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高；因此改進(jìn)的措施是用不揮發(fā)的強(qiáng)酸，如硫酸代替鹽酸或用蒸餾水代替葡萄酒進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除鹽酸揮發(fā)的影響。答案：(1)冷凝管或冷凝器b(2)SO2+H2O2=H2SO4(3)酚酞(4)0.24(5)原因：鹽酸的揮發(fā)；改進(jìn)措施：用不揮發(fā)的強(qiáng)酸，如硫酸代替鹽酸或用蒸餾水代替葡萄酒進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除鹽酸揮發(fā)的影響角度二 沉淀滴定

7、法海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案：模擬海水中的離子濃度/molL-1Na+Mg2+Ca2+Cl-0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某種離子的濃度小于1.010-5molL-1，可認(rèn)為該離子不存在；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，假設(shè)溶液體積不變。已知：Ksp(CaCO3)=4.9610-9Ksp(MgCO3)=6.8210-6KspCa(OH)2=4.6810-6KspMg(OH)2=5.6110-12下列說(shuō)法中正確的是()A.沉淀物X為CaCO3B.濾液M中存在 Mg2+，不存在Ca2+C.濾液N中存在 Mg2+、Ca2+D.步驟中若改為加入 4.

8、2 g NaOH 固體，沉淀物 Y 為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物【典題剖析】抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息此條件下，只發(fā)生Ca2+OH-+ =CaCO3+H2O，不會(huì)生成Mg(OH)2信息此條件下，由計(jì)算可判斷有無(wú)Mg(OH)2生成關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息由計(jì)算可知Mg2+的大小，根據(jù)已知信息判斷其存在與否信息根據(jù)計(jì)算結(jié)合KspCa(OH)2，判斷有無(wú)Ca(OH)2沉淀析出【嘗試解答】本題考查對(duì)海水制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案的分析，意在考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)原理分析化學(xué)工藝流程的能力。加入NaOH溶液， 與OH-反應(yīng)生成 ，此時(shí)Ca2+ =0.0110.001=1.110-5Ks

9、p(CaCO3)，Mg2+ =0.0500.001=510-5Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)Ksp(MgCO3)，因此先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液中 =Ksp(CaCO3)/Ca2+=4.510-7110-5，因此 完全沉淀，則無(wú)MgCO3沉淀生成，A對(duì)；濾液M中Ca2+=0.010 molL-1，Mg2+=0.050 molL-1，B錯(cuò)；pH=11.0時(shí)，OH-=10-3molL-1，Ca2+OH-2=10-210-6=10-85.6110-12，Mg2+沉淀，故濾液N中存在Ca2+，不存在Mg2+，C錯(cuò)；若改為加入4.2 g NaOH固體，則OH-=0.105 mo

10、lL-1，則Mg2+OH-2=0.050(0.105)2=5.5110-4KspMg(OH)2，Ca2+OH-2=0.010(0.105)2=1.1010-4KspCa(OH)2，由于KspMg(OH)2KspCa(OH)2，則先生成Mg(OH)2沉淀，并且沉淀完全，生成沉淀后溶液中OH-=(0.105-0.0502)molL-1=0.005 molL-1，此時(shí)Ca2+OH-2=0.010(0.005)2=2.510-7KspCa(OH)2，故無(wú)Ca(OH)2沉淀生成，D錯(cuò)?！敬鸢浮緼。角度三 氧化還原滴定法1.(2013浙江高考節(jié)選)(1)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測(cè)定產(chǎn)物Fe3O

11、4中的二價(jià)鐵含量。若需配制濃度為0.010 00 molL-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250 mL，應(yīng)準(zhǔn)確稱(chēng)取g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字，已知 =294.0 gmol-1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，下列儀器中不必要用到的有(用編號(hào)表示)。電子天平 燒杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 膠頭滴管移液管(2)滴定操作中，如果滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，則測(cè)定結(jié)果將_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。2.(2013安徽高考節(jié)選)取Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 molL-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3

12、+)，消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)?！镜漕}剖析】抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息電子天平只能精確到0.000 1 g信息移液管用在中和滴定實(shí)驗(yàn)中，配制溶液時(shí)不需要信息氣泡的體積充當(dāng)了標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積信息根據(jù)離子價(jià)態(tài)的變化可寫(xiě)出氧化還原反應(yīng)的離子方程式【嘗試解答】1.(1)m(K2Cr2O7)=0.010 00 molL-10.25 L294.0 gmol-1=0.735 0 g。稱(chēng)量0.735 0 g K2Cr2O7應(yīng)使用電子天平，溶解過(guò)程中要使用燒杯和玻璃棒，溶液要在容量瓶中定容，定容時(shí)還要使用膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)中量筒、移液管不必用到。(2)滴定過(guò)程

13、中，裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管開(kāi)始有氣泡，后來(lái)氣泡消失，則導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液的讀數(shù)偏大，則測(cè)定結(jié)果偏大。2.由電子得失守恒可得知關(guān)系式：Ce(OH)4 FeSO4，故nCe(OH)4=n(FeSO4)=0.100 0 molL-10.025 L=0.002 5 molmCe(OH)4=0.002 5 mol208 gmol-1=0.52 gw= 100%=97.0%。答案：1.(1)0.735 0(2)偏大2.97.0%【類(lèi)題通法】解答滴定原理綜合應(yīng)用試題的策略(1)滴定誤差分析的基本思路。滴定的誤差分析，都要依據(jù)公式：c(待測(cè))=c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))/V(待測(cè))來(lái)判斷，c(標(biāo)準(zhǔn))和V(待測(cè))

14、在誤差分析時(shí)看作定值，因各種原因使得所耗標(biāo)準(zhǔn)液體積V(標(biāo)準(zhǔn))變大或變小，V(標(biāo)準(zhǔn))變大則c(待測(cè))偏高，V(標(biāo)準(zhǔn))變小則c(待測(cè))偏低。(2)指示劑選擇的基本原則。變色要靈敏，變色范圍要小，使變色范圍盡量與滴定終點(diǎn)溶液的酸堿性一致。常用的指示劑有酚酞、甲基橙、淀粉溶液等，但一般不選用石蕊試液作指示劑。并不是所有的滴定都需使用指示劑，如用標(biāo)準(zhǔn)的Na2SO3滴定KMnO4溶液時(shí)，KMnO4顏色褪去時(shí)即滴定終點(diǎn)?！绢?lèi)題備選】1.室溫下，如圖為用一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液Y滴定10 mL一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸X的圖象，依據(jù)圖象推出X和Y的物質(zhì)的量濃度是下表內(nèi)各組中的()ABCDX/molL-10.

15、120.040.030.09Y/molL-10.040.120.090.03【解析】選D。由圖知，加入30 mL NaOH溶液后溶液pH=7，即HClV(鹽酸)=NaOHV(NaOH溶液)，HCl1010-3L=NaOH3010-3L，HCl=3NaOH；又知加入20 mL NaOH溶液時(shí)，溶液pH=2，則=10-2molL-1；由解得HCl=0.09 molL-1，NaOH=0.03 molL-1。2.氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)同中和滴定類(lèi)似(用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之)。現(xiàn)有0.001 molL-1酸性KMnO4溶液和未知濃度的無(wú)色NaHSO3溶液。反應(yīng)的離子方程式是2 +

16、5+H+=2Mn2+5 +3H2O。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：(1)該滴定實(shí)驗(yàn)所需儀器有下列中的。A.酸式滴定管(50 mL) B.堿式滴定管(50 mL)C.量筒(10 mL)D.錐形瓶E.鐵架臺(tái)F.滴定管夾G.燒杯H.白紙I.膠頭滴管J.漏斗(2)不用(填“酸”或“堿”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液，試分析原因_ 。 (3)本實(shí)驗(yàn)(填“需要”或“不需要”)使用指示劑，理由是 。(4)滴定前平視KMnO4溶液液面，刻度為amL，滴定后俯視液面刻度為bmL，則(b-a)mL比實(shí)際消耗KMnO4溶液體積(填“多”或“少”)，根據(jù)(b-a)mL計(jì)算得到的待測(cè)液濃度比實(shí)際濃度_(填“大”或“小”)?！窘馕觥?/p>

17、(1)氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)同中和滴定類(lèi)似，由中和滴定實(shí)驗(yàn)所需儀器可得出正確答案。(2)由于酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠管，故不能用堿式滴定管盛放酸性KMnO4溶液。(3) 為紫色，Mn2+為無(wú)色，可用這一明顯的顏色變化來(lái)判斷滴定終點(diǎn)。(4)滴定后俯視液面，所讀體積偏小，所測(cè)濃度比實(shí)際濃度偏小。答案：(1)A、D、E、F、H(2)堿酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠管(3)不需要Mn2+無(wú)色， 為紫色，過(guò)量的 使無(wú)色溶液變?yōu)樽仙?4)少小3.三草酸合鐵酸鉀晶體(K3Fe(C2O4)3xH2O)是一種光敏材料，在110可完全失去結(jié)晶水。為測(cè)定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實(shí)驗(yàn)

18、小組做了如下實(shí)驗(yàn)：鐵含量的測(cè)定：步驟一：稱(chēng)量5.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250 mL溶液。步驟二：取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，加稀硫酸酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同時(shí)， 被還原成Mn2+。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過(guò)濾，洗滌，將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍呈酸性。步驟三：用0.010 molL-1KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中， 被還原成Mn2+。重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010 molL-1KMnO4溶液19.98 mL。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是稱(chēng)量、 、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、搖勻。(2)加入鋅粉的目的是_ 。(3)寫(xiě)出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_ 。(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。在步驟二中，若加入的KMnO4溶液的量不夠，則測(cè)得的鐵含量(填“偏低”“偏高”或“不變”)?！窘馕觥?1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液過(guò)程中，稱(chēng)量固體后應(yīng)加適量的蒸餾水溶解，然后轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、定容、搖勻。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募安僮鞑襟E，利用酸性KMnO4溶液來(lái)測(cè)定三草酸合鐵酸鉀晶體中鐵元素的含量時(shí)，需將三草酸合鐵酸鉀晶體中的+3價(jià)鐵轉(zhuǎn)