内容正文:
专题一 酸碱中和滴定的拓展应用
[专题突破]
中和滴定操作可迁移应用于氧化还原反应的定量测定
(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氧化性或还原性,但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。
(2)试剂:常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、I2、K2Cr2O7等。常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂:氧化还原滴定法的指示剂有三类:
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,滴定终点时溶液呈现高锰酸钾溶液的浅红色。
(4)计算依据
依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式,或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。
(5)实例
①Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉溶液作指示剂,当滴入最后半滴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。
②酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnO+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,当滴入最后半滴酸性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。
例1 碘是一种人体必需的微量元素,国家标准规定合格加碘食盐(主要含有KI和KIO3)中碘元素含量为20~50 mg·kg-1。测定加碘食盐中碘元素含量的操作过程如下。
步骤1:准确称取某加碘食盐样品100.0 g,溶于水配制成500.00 mL溶液。
步骤2:取步骤1所配溶液50.00 mL加入碘量瓶中,向其中加入适量H2C2O4-H3PO4混合溶液。再加入NaClO溶液将碘元素全部转化为IO,剩余的NaClO被H2C2O4还原除去。
步骤3:向步骤2所得溶液中加入足量的KI溶液,充分反应。
步骤4:用3.000×10-3 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定步骤3所得溶液至呈浅黄色时,加入淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液10.00 mL。
已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
(1)步骤2中NaClO与KI反应的离子方程式为 。
(2)步骤4中,Na2S2O3标准溶液(呈碱性)应盛放在如图所示的滴定管 中(填“A”或“B”)。滴定终点的现象是 。
(3)通过计算确定该加碘食盐样品中碘元素含量是否合格(写出计算过程)。
[解析] (1)NaClO将碘元素氧化为IO,本身被还原成Cl-,离子反应为3ClO-+I-===3Cl-+IO。
(2)呈碱性的液体应放在碱式滴定管中,碱式滴定管带橡胶管,酸式滴定管带玻璃活塞,A为酸式滴定管,B为碱式滴定管;淀粉遇碘变蓝,故用Na2S2O3滴定时,当最后半滴Na2S2O3标准溶液滴入碘量瓶中,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色,则说明达到滴定终点。
[答案] (1)3ClO-+I-===3Cl-+IO
(2)B 最后半滴Na2S2O3标准溶液滴入碘量瓶,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色
(3)因为IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,所以关系式为:IO~3I2~6Na2S2O3,n(IO)=×3.000×10-3 mol·L-1×10.00×10-3 L=5.000×10-6 mol,该加碘食盐中碘元素含量为:=63.5 mg·kg-1,不在20~50 mg·kg-1范围内,因此该加碘食盐中碘元素含量不符合国家标准。
[专题演练]
1.(2022·江苏高考节选)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+。请补充完整实验方案:①准确量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1],加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容;②按规定操作分别将0.02000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中;③
。
答案 从左