2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第8章物質(zhì)在水溶液中的行為專題突破27氧化還原滴定精練含解析

PAGEPAGE1專題突破27氧化還原滴定1．原理：以氧化劑或還原劑為滴定劑，干脆滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)，或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性，但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)。2．試劑：常見用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等；常見用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。3．指示劑：氧化還原滴定的指示劑有三類：(1)氧化還原指示劑。(2)專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán)。(3)自身指示劑，如高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí)，滴定終點(diǎn)為溶液由無色變?yōu)闇\紅色。應(yīng)用舉例[例1]水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈實(shí)力的一個(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg·L－1，我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg·L－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。Ⅰ.測定原理：堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓；酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2：②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平)；用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。Ⅱ.測定步驟：a．安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b．向燒瓶中加入200mL水樣。c．向燒瓶中依次快速加入1mLMnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤?mLH2SO4無氧溶液至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。e．從燒瓶中取出40.00mL溶液，滴加幾滴指示劑，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。f．……g．處理數(shù)據(jù)(忽視氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的改變)?；卮鹣铝袉栴}：(1)步驟e中加入的指示劑是________，達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)記為________。(2)若滴定時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液4.50mL，計(jì)算水樣的DO(保留一位小數(shù)，寫出計(jì)算過程)。作為飲用水源，此次測得DO是否達(dá)標(biāo)。答案(1)淀粉溶液當(dāng)?shù)稳胱罱K一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色(2)9.0是第一步確定消耗標(biāo)準(zhǔn)液的物質(zhì)的量：n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝0.01000mol·L－1×4.50×10－3L其次步：由反應(yīng)①②③各物質(zhì)的配比，構(gòu)建各物質(zhì)關(guān)系式①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓②MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－該滴定過程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2Oeq\o\al(2－,3)n(O2)＝eq\f(1,4)×n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝eq\f(1,4)×0.01000mol·L－1×4.50×10－3L＝1.125×10－5mol第三步：運(yùn)用題干信息(DO的含義)解答問題該河水的DO＝eq\f(1000,40L)×1.125×10－5mol×32g·mol－1＝9.0×10－3g·L－1＝9.0mg·L－1。此次DO達(dá)標(biāo)。[例2](2024·德州測試)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸，是一種有還原性的有機(jī)弱酸，在化學(xué)上有廣泛應(yīng)用。①配制250mL溶液：精確稱量5.000g乙二酸樣品，配成250mL溶液。②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，加入少量硫酸酸化，用0.1000mol·L－1KMnO4溶液滴定至草酸恰好全部氧化成二氧化碳，共消耗KMnO4溶液20.00mL。解答下列問題：(1)KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液裝入________(填“酸式”或“堿式”)滴定管。(2)KMnO4溶液滴定草酸根過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為____________________________________________________________。(3)計(jì)算此樣品的純度為____________。(4)誤差分析：下列操作會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏高的是______(填字母)。a．未用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管b．滴定前錐形瓶內(nèi)有少量水c．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消逝d．視察讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，滴定后俯視答案(1)酸式(2)2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O當(dāng)?shù)稳胱罱K一滴酸性KMnO4溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不退色(3)90.00%(4)ac解析(3)25.00mL所配草酸溶液中，n(H2C2O4)＝eq\f(5,2)n(MnOeq\o\al(－,4))＝2.5×0.1000mol·L－1×20.00×10－3L＝0.005000mol，則250mL溶液中含0.05000mol草酸，其質(zhì)量為0.05000mol×90g·mol－1＝4.500g，此樣品的純度為eq\f(4.500g,5.000g)×100%＝90.00%。(4)未用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管，會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏低，耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，結(jié)果偏高；滴定前錐形瓶內(nèi)有少量水，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無影響；滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消逝，氣泡體積計(jì)入了標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，使標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，結(jié)果偏高；視察讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，滴定后俯視，使標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，結(jié)果偏低。1．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，部分試驗(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(shí)，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－0.50)mLD．對(duì)裝有標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管讀數(shù)時(shí)，滴定前后讀數(shù)方式如丁圖所示，則測得的結(jié)果偏小答案D解析A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左右溶液不復(fù)原原來的顏色，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＋0.50)mL，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。2．[2024·江蘇，18(2)]測定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：精確稱取液態(tài)樣品3.000g，置于250mL錐形瓶中，加入適量稀鹽酸，加熱，滴加稍過量的SnCl2溶液(Sn2＋將Fe3＋還原為Fe2＋)，充分反應(yīng)后，除去過量的Sn2＋。用5.000×10－2mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn)(滴定過程中Cr2Oeq\o\al(2－,7)與Fe2＋反應(yīng)生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。①上述試驗(yàn)中若不除去過量的Sn2＋，樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果將______(填“偏大”或“偏小”或“無影響”)。②計(jì)算該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。答案①偏大②n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝5.000×10－2mol·L－1×22.00mL×10－3L·mL－1＝1.100×10－3mol，由滴定時(shí)Cr2Oeq\o\al(2－,7)→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，依據(jù)電子得失守恒可得微粒的關(guān)系式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6Fe2＋(或Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6Fe2＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)則n(Fe2＋)＝6n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝6×1.100×10－3mol＝6.600×10－3mol樣品中鐵元素的質(zhì)量：m(Fe)＝6.600×10－3mol×56g·mol－1＝0.3696g樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(Fe)＝eq\f(0.3696g,3.000g)×100%＝12.32%。解析若不除去具有還原性的Sn2＋，則消耗K2Cr2O7的量偏多，導(dǎo)致樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果偏大。3．過氧化氫的水溶液適用于醫(yī)用消毒、環(huán)境消毒和食品消毒。過氧化氫含量的測定試驗(yàn)?zāi)硱酆眯〗M同學(xué)用0.1000mol·L－1的酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中的過氧化氫，反應(yīng)原理為2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。(1)滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________________________________。(2)用移液管移取25.00mL試樣置于錐形瓶中，重復(fù)滴定四次，每次消耗酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積如表所示：第一次其次次第三次第四次V(KMnO4溶液)/mL17.1018.1018.0017.90計(jì)算試樣中過氧化氫的濃度為________mol·L－1。(3)若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消逝，則測定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。答案(1)錐形瓶內(nèi)溶液恰好由無色變?yōu)闇\紫色，且30秒內(nèi)溶液不退色(2)0.1800(3)偏高解析(2)由于第一次數(shù)據(jù)誤差過大，故舍去；其他三組數(shù)據(jù)的平均