2022屆高三化學(xué)氧化還原滴定拓展

2022屆高三化學(xué)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(中和滴定原理在定量實(shí)驗(yàn)中的拓展應(yīng)用))姓名班級學(xué)號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。①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理：2MnOeq\o\al(－,4)＋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(dá)滴定終點(diǎn)。②Na2S2O3溶液滴定碘液原理：2Na2S2O3＋I(xiàn)2=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(dá)滴定終點(diǎn)。2．沉淀滴定法(1)概念：沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應(yīng)很多，但符合條件的卻很少，實(shí)際上應(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－濃度。(2)原理：沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑，滴定劑與被滴定物反應(yīng)的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)的生成物的溶解度小，否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl－的含量時常以CrOeq\o\al(2－,4)為指示劑，這是因?yàn)锳gCl比Ag2CrO4更難溶的緣故。[注意](1)在回答滴定終點(diǎn)的顏色變化時，要強(qiáng)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(jìn)行相關(guān)計(jì)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。中和滴定綜合考查1．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760－2022)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(jìn)行測定。(1)儀器A的名稱是________，水通入A的進(jìn)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)，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(jìn)行滴定，滴定前排氣泡時，應(yīng)選擇圖2中的________；若滴定終點(diǎn)時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL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)________(①＝10mL，②＝40mL，③＜10mL，④＞40mL)。(4)滴定至終點(diǎn)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(shí)際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進(jìn)措施：___________。氧化還原滴定2、環(huán)境監(jiān)測測定水中溶解氧的方法是：量取amL水樣，迅速加入固定劑MnSO4溶液和堿性KI溶液（含KOH），立即塞好瓶塞，反復(fù)振蕩，使之充分反應(yīng)，其反應(yīng)式為：2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2（該反應(yīng)極快）②測定：開塞后迅速加入1mL～2mL濃硫酸（提供H+），使之生成I2，再用bmol/L的Na2S2O3溶液滴定（以淀粉為指示劑），消耗VmL。有關(guān)反應(yīng)式為：MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-試回答：（1）水中溶解氧的計(jì)算式是（以g/L為單位）。（2）滴定（I2和S2O32-反應(yīng)）以淀粉為指示劑，終點(diǎn)時溶液由色變?yōu)樯?。?）測定時，滴定管經(jīng)蒸餾水洗滌后即加滴定劑Na2S2O3溶液，導(dǎo)致測定結(jié)果（偏高、偏低、無影響）。（4）記錄測定結(jié)果時，滴定前仰視刻度線，滴定到達(dá)終點(diǎn)時又俯視刻度線，將導(dǎo)致滴定結(jié)果（偏高、偏低、無影響）。3.草酸晶體的組成可用H2C2O4·xH2O表示，為了測定x值，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL水溶液（1）稱25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內(nèi)，加入適量稀H2SO4后，用濃度為amol·L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色為止，所發(fā)生的反應(yīng)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O試回答：（1）實(shí)驗(yàn)中不需要的儀器有（填序號）___________，還缺少的儀器有（填名稱）_______________________________________________。a.托盤天平（帶砝碼，鑷子）b.滴定管c.100mL量筒d.100mL容量瓶e.燒杯f.漏斗g.錐形瓶h.玻璃棒球i.藥匙j.燒瓶（2）實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)液KMnO4溶液應(yīng)裝在_____________________式滴定管中，因?yàn)開___________________________________________________。（3）若在接近滴定終點(diǎn)時，用少量蒸餾水將錐形瓶內(nèi)壁沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，則所測得的x值會______________________（偏大、偏小、無影響）（4）在滴定過程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL，則所配制的草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_________________mol·L-1，由此可計(jì)算x的值是____________。4．某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測定某CuCl2晶體試樣的純度，試樣不含其他能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì)，已知：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。取mg試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，部分實(shí)驗(yàn)儀器和讀數(shù)如圖所示。下列說法正確的是()A．試樣在甲中溶解，滴定管選乙B．選用淀粉作指示劑，當(dāng)甲中溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色時，即達(dá)到滴定終點(diǎn)C．丁圖中滴定前，滴定管的讀數(shù)為a－0.50mLD．對裝有標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管讀數(shù)時，滴定前后讀數(shù)方式如丁圖所示，則測得的結(jié)果偏小沉淀滴定法的綜合應(yīng)用5．莫爾法是一種沉淀滴定法，以K2CrO4為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定待測液，進(jìn)而測定溶液中Cl－的濃度。已知：銀鹽性質(zhì)AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN顏色白淺黃白磚紅白溶解度(mol·L－1)1.34×10－67.1×10－71.1×10－86.5×10－51.0×10－6(1)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_______________________________________________________。(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可選為滴定指示劑的是________。A．NaClB．BaBr2C．Na2CrO4剛好達(dá)到滴定終點(diǎn)時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________7．用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5～6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClOeq\o\al(－,2))。飲用水中的ClO2、ClOeq\o\al(－,2)含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測定。ClO2被I－還原為ClOeq\o\al(－,2)、Cl－的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)pH≤2.0時，ClOeq\o\al(－,2)也能被I－完全還原為Cl－。反應(yīng)生成的I－用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定：2Na2S2O3＋I(xiàn)2=Na2S4O6＋2NaI。(1)請寫出pH≤2.0時ClOeq\o\al(－,2)與I－反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(2)請完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：步驟1：準(zhǔn)確量取VmL水樣加入到錐形瓶中；步驟2：調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0～8.0；步驟3：加入足量的KI晶體；步驟4：加入少量淀粉溶液，用cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V1mL；步驟5：______________；步驟6：再用cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，又消耗Na2S2O3溶液V2mL。(3)根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測得該飲用水中ClOeq\o\al(－,2)的濃度為________mol·L－1(用含字母的代數(shù)式表示)。1.解析：(1)儀器A為起冷凝作用的冷凝管(或冷凝器)。為使整個冷凝管中充滿冷凝水，水應(yīng)該從下端(b口)進(jìn)入。(2)SO2被H2O2氧化為H2SO4，化學(xué)方程式為SO2＋H2O2=H2SO4。(3)盛放NaOH溶液，應(yīng)用帶有橡膠管的堿式滴定管，可通過折彎橡膠管的方法(③)排出滴定管中的氣泡。滴定終點(diǎn)時溶液的pH＝8.8，溶液呈弱堿性，應(yīng)該選用酚酞作指示劑。由于滴定管下端充滿溶液且沒有刻度，所以滴定管中NaOH溶液的體積大于50mL－10mL＝40mL。(4)根據(jù)SO2～H2SO4～2NaOH，n(SO2)＝eq\f(1,2)×0.0900mol·L－1×25.00×10－3L＝1.1250×10－3mol，則m(SO2)＝1.1250×10－3mol×64g·mol－1＝7.2×10－2g，故SO2的含量＝eq\f(7.2×10－2g,0.3L)＝0.24g·L－1。(5)測定結(jié)果偏高應(yīng)該從消耗NaOH溶液體積進(jìn)行分析，如B中加入的鹽酸具有揮發(fā)性，加熱時進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致溶液中H＋的量增多，消耗NaOH溶液體積增大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，要消除影響，可用難揮發(fā)性酸(如稀硫酸)代替鹽酸；也可從滴定管讀數(shù)方面進(jìn)行分析。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(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)行對比實(shí)驗(yàn)，扣除鹽酸揮發(fā)的影響2答案：（1）g/L （2）藍(lán)無 （3）偏高 （4）偏低3解析：該題涉及到氣化還原滴定，雖然基于反應(yīng)原理與中和滴定不同，但實(shí)驗(yàn)原理及操作和所用儀器等類似。由于該反應(yīng)有明顯的顏色變化，故可不可用指示劑。（1）c,f,j還缺少鐵架臺（帶滴定管夾），膠頭滴管（定容時用）（2）用酸式滴定管，因KMnO4溶液有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡皮管。（3）無影響。因當(dāng)初所取的待測液的物質(zhì)的量一定。（4）2KMnO4~5H2C2O42mol5molaV×10-3mol0.025×CmolH2C2O4·xH2O~H2C2O4~xH2O1mol18xg4解析：選DA項(xiàng)，甲中盛裝的是含有I2的溶液，則滴定管中盛裝的為Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，該溶液顯堿性，應(yīng)選用堿式滴定管(丙)，不正確；B項(xiàng)，溶液變色且經(jīng)過30s左右溶液不恢復(fù)原來的顏色，視為滴定終點(diǎn)，不正確；C項(xiàng)，滴定管“0”刻度在上端，故滴定前的讀數(shù)為a＋0.50mL，不正確；D項(xiàng)，滴定后俯視讀數(shù)，將導(dǎo)致讀數(shù)偏小，故測得的結(jié)果偏小，正確。6解析：(1)根據(jù)沉淀滴定法的原理，可知溶液中Ag＋和Cl－先反應(yīng)，Cl－消耗完后再和指示劑反應(yīng)生成Ag2CrO4磚紅色沉淀，由此可知滴定終點(diǎn)時的顏色變化。(2)當(dāng)用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液時，所選擇的指示劑和Ag＋反應(yīng)所生成沉淀的溶解度應(yīng)大于AgSCN的溶解度，由題給數(shù)據(jù)可以看出溶解度比AgSCN大的有AgCl和Ag2CrO4，但是由于AgCl是白色沉淀，所以應(yīng)選擇Na2CrO4為指示劑，這樣在滴定終點(diǎn)時沉淀的顏色發(fā)生明顯的變化(白色→磚紅色)，以指示滴定剛好達(dá)到終點(diǎn)，此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Ag＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=Ag2CrO4↓。答案：(1)滴定最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，生成磚紅色沉淀(2)C2Ag＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=Ag2CrO4↓7.解析：(3)根據(jù)電子守恒可得pH為7.0～8.0時反應(yīng)的關(guān)系式：ClO2～eq\f(1,2)I2～Na2S2O3cV1×10－3molcV1×10－3molpH≤2.0時，反應(yīng)的關(guān)系式：C