内容正文:
第八章 水溶液中的离子平衡
微课堂(28) 氧化还原滴定
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1.原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2.试剂:常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3.指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类:
(1)氧化还原指示剂。
(2)专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
(3)自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
4.实例
(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O。
指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂。当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点。
(2)Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点。
5.采用“解题三步法”处理数据
水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:
①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:
②MnO(OH)2+I-+H+―→Mn2++I2+H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) +I2===S4O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(6)) +2I-。
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检查气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200 mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
步骤e中达到滴定终点的标志为________________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO=________________mg/L(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标:________________(填“是”或“否”)。
[解题三步法]:
第一步:确定滴定反应
2S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) +I2===S4O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(6)) +2I-
第二步:由反应①②③各物质的配比,构建各物质关系式
①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
②MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O
③2S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) +I2===S4O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(6)) +2I-
该滴定过程转化的关系式为O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3))
n(O2)= eq \f(1,4) ×n(S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) )= eq \f(1,4) ×0.010 00 mol/L×4.50×10-3L=1.125×
10-5mol
第三步:运用相关概念、原理解答问题
该河水的DO= eq \f(1 000 ,40) ×1.1