滴定曲線的綜合應(yīng)用

微型專題突破滴定曲線的綜合應(yīng)用【考情播報】中和滴定實驗是中學(xué)化學(xué)中重要的定量實驗之一，有關(guān)中和滴定的實驗操作、指示劑的選擇和誤差分析是高考試題的“?？汀薄ｋS著新課程改革的推進，與滴定實驗相關(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)實例。①酸性KMnO4溶液滴定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，溶液由無色變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明到達滴定終點。②Na2S2O3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，說明到達滴定終點。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)來測定Cl-、Br-、I-和Ag+。注意：(1)在回答滴定終點的顏色變化時，要強調(diào)在半分鐘內(nèi)溶液顏色不褪去(或不恢復(fù)原色)。(2)在進行相關(guān)計算時，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)一般來說，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)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g·L-1。某興趣小組用圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行測定。(1)儀器A的名稱是________，水通入A的進口為________。(2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應(yīng)①，其化學(xué)方程式為_________________________。(3)除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，滴定前排氣泡時②，應(yīng)選擇圖2中的____________________；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL滴定管進行實驗，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”

處，則管內(nèi)液體的體積③(填序號)____________(①＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。(4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2含量為________g·L-1。(5)

該測定結(jié)果比實際值偏高④，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施：__________________________________________________?！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①SO2具有強還原性，而H2O2具有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)信息②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液要盛放在堿式滴定管中信息③滴定管的下端有一段是沒有刻度的信息④偏高，說明有能與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特點知是冷凝管，為了充分冷卻氣體，應(yīng)該下口進水，即b口進水。(2)二氧化硫與過氧化氫反應(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③的方法，根據(jù)終點的pH知應(yīng)該選擇酚酞作指示劑(酚酞的變色范圍是8.2～10.0)，50mL刻度線以下有液體，因此管內(nèi)的液體體積大于50mL-10mL＝40mL。(4)根據(jù)2NaOH～H2SO4～SO2知SO2質(zhì)量為(0.0900mol·L-1×0.025L)/2×64g·mol-1＝0.072g，該葡萄酒中的二氧化硫含量是0.072g÷0.3L＝0.24g·L-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，測定結(jié)果偏高；因此改進的措施是用不揮發(fā)的強酸，如硫酸代替鹽酸或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，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)③酚酞④(4)0.24(5)原因：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸，如硫酸代替鹽酸或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發(fā)的影響角度二沉淀滴定法海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案：注：溶液中某種離子的濃度小于1.0×10-5mol·L-1，可認(rèn)為該離子不存在；實驗過程中，假設(shè)溶液體積不變。已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10-9

Ksp(MgCO3)＝6.82×10-6Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10-6

Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10-12模擬海水中的離子濃度/mol·L-1Na+Mg2+Ca2+Cl-

0.4390.0500.0110.5600.001下列說法中正確的是(

)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+③D.步驟②中若改為加入4.2gNaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2

和Mg(OH)2的混合物④【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①此條件下，只發(fā)生Ca2++OH-+====CaCO3↓+H2O，不會生成Mg(OH)2信息②此條件下，由計算可判斷有無Mg(OH)2生成信息③由計算可知c(Mg2+)的大小，根據(jù)已知信息判斷其存在與否信息④根據(jù)計算結(jié)合Ksp[Ca(OH)2]，判斷有無Ca(OH)2沉淀析出【嘗試解答】本題考查對海水制備MgO的實驗方案的分析，意在考查學(xué)生運用化學(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c(Ca2+)·c()＝0.011×0.001＝1.1×10-5>Ksp(CaCO3)，c(Mg2+)·c()＝0.050×0.001＝5×10-5>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3)，因此先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液中c()＝Ksp(CaCO3)/c(Ca2+)＝4.5×10-7<1×10-5，因此完全沉淀，則無MgCO3沉淀生成，A對；濾液M中c(Ca2+)＝0.010mol·L-1，c(Mg2+)＝0.050mol·L-1，B錯；pH＝11.0時，c(OH-)＝10-3mol·L-1，c(Ca2+)·c2(OH-)＝10-2×10-6＝10-8<4.68×10-6，Ca2+不沉淀，c(Mg2+)·c2(OH-)＝5×10-2×10-6＝5×10-8>5.61×10-12，Mg2+沉淀，故濾液N中存在Ca2+，不存在Mg2+，C錯；若改為加入4.2gNaOH固體，則c(OH-)＝0.105mol·L-1，則c(Mg2+)·c2(OH-)＝0.050×(0.105)2＝5.51×10-4>Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2+)·c2(OH-)＝0.010×(0.105)2＝1.10×10-4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(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c(OH-)＝(0.105-0.050×2)mol·L-1＝0.005mol·L-1，此時c(Ca2+)·c2(OH-)＝0.010×(0.005)2＝2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2]，故無Ca(OH)2沉淀生成，D錯?！敬鸢浮緼角度三氧化還原滴定法Ⅰ.(2013·浙江高考節(jié)選)(1)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，應(yīng)準(zhǔn)確稱取______________gK2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字，已知

MK2Cr2O7＝294.0g·mol-1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時，下列儀器中不必要用到的有______(用編號表示)。①電子天平①②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦移液管②(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③，則測定結(jié)果將______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。Ⅱ.(2013·安徽高考節(jié)選)取Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點時(鈰被還原為Ce3+)④，消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。【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①電子天平只能精確到0.0001g信息②移液管用在中和滴定實驗中，配制溶液時不需要信息③氣泡的體積充當(dāng)了標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積信息④根據(jù)離子價態(tài)的變化可寫出氧化還原反應(yīng)的離子方程式【嘗試解答】Ⅰ.(1)m(K2Cr2O7)＝0.01000mol·L-1×0.25L×294.0g·mol-1＝0.7350g。稱量0.7350gK2Cr2O7應(yīng)使用電子天平，溶解過程中要使用燒杯和玻璃棒，溶液要在容量瓶中定容，定容時還要使用膠頭滴管。實驗中量筒、移液管不必用到。(2)滴定過程中，裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管開始有氣泡，后來氣泡消失，則導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液的讀數(shù)偏大，則測定結(jié)果偏大。Ⅱ.由電子得失守恒可得知關(guān)系式：Ce(OH)4～FeSO4，故n[Ce(OH)4]＝n(FeSO4)＝0.1000mol·L-1×0.025L＝0.0025molm[Ce(OH)4]＝0.0025mol×208g·mol-1＝0.52gw＝×100%＝97.0%。答案：Ⅰ.(1)0.7350③⑦(2)偏大Ⅱ.97.0%【類題通法】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)＝c(標(biāo)準(zhǔn))·V(標(biāo)準(zhǔn))/V(待測)來判斷，c(標(biāo)準(zhǔn))和V(待測)在誤差分析時看作定值，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)偏高，V(標(biāo)準(zhǔn))變小則c(待測)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溶液的酸堿性一致。①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。②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，KMnO4顏色褪去時即滴定終點?！绢愵}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10mL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/mol·L-10.120.040.030.09Y/mol·L-10.040.120.090.03【解析】選D。由圖知，加入30mLNaOH溶液后溶液pH＝7，即c(HCl)·V(鹽酸)＝c(NaOH)·V(NaOH溶液)，c(HCl)×10×10-3L＝c(NaOH)×30×10-3L，c(HCl)＝3c(NaOH)①；又知加入20mLNaOH溶液時，溶液pH＝2，則＝10-2mol·L-1②；由①②解得c(HCl)＝0.09mol·L-1，c(NaOH)＝0.03mol·L-1。2.氧化還原滴定實驗同中和滴定類似(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)?，F(xiàn)有0.001mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知濃度的無色NaHSO3溶液。反應(yīng)的離子方程式是2+5+H+====2Mn2++5+3H2O。請完成下列問題：(1)該滴定實驗所需儀器有下列中的________。A.酸式滴定管(50mL)

B.堿式滴定管(50mL)C.量筒(10mL)

D.錐形瓶E.鐵架臺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)本實驗________(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比實際消耗KMnO4溶液體積______________(填“多”或“少”)，根據(jù)(b-a)mL計算得到的待測液濃度比實際濃度________________________(填“大”或“小”)。【解析】(1)氧化還原滴定實驗同中和滴定類似，由中和滴定實驗所需儀器可得出正確答案。(2)由于酸性KMnO4溶液具有強氧化性，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+為無色，可用這一明顯的顏色變化來判斷滴定終點。(4)滴定后俯視液面，所讀體積偏小，所測濃度比實際濃度偏小。答案：(1)A、D、E、F、H(2)堿酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠管(3)不需要Mn2+無色，為紫色，過量的使無色溶液變?yōu)樽仙?4)少小3.三草酸合鐵酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是一種光敏材料，在110℃可完全失去結(jié)晶水。為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組做了如下實驗：鐵含量的測定：步驟一：稱量5.00g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液。步驟二：取所配溶液25.00mL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，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，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時，溶液仍呈酸性。步驟三：用0.010mol·L-1KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點，消耗KMnO4溶液20.02mL，滴定中，被還原成Mn2+。重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010mol·L-1KMnO4溶液19.98mL。請回