2025届高三化学二轮复习 化学实验综合题——滴定法测定物质含量 讲义

化学实验综合题——滴定法测定物质含量 课前学习任务 核心归纳 “滴定法”解题步骤 课堂学习任务 1．[2023·浙江6月选考，20(4)][Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度＝，当盐基度为0.60～0.85时，絮凝效果较好。 测定产品的盐基度。 Cl－的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，调pH＝6.5～10.5，滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用0.1000 mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50 mL。另测得上述样品溶液中c(Al3+)＝0.1000 mol·L-1。 ①产品的盐基度为________。 ②测定Cl－过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2．[2022·山东卷，18(2)]实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题： 现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n值进行如下实验： 实验Ⅰ：称取m1 g样品，用足量稀硫酸溶解后，用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，达终点时消耗V mL(滴定过程中转化为Cr3+，Cl－不反应)。 实验Ⅱ：另取m1 g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2 g。 则n＝________________________；下列情况会导致n测量值偏小的是_______(填标号)。 A．样品中含少量FeO杂质 B．样品与SOCl2反应时失水不充分 C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解 D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成 1．测定药品中硫元素的质量分数 实验步骤：取a g药品，碾碎后，充分燃烧；将产生的SO2气体全部通过V1 mL c1 mol·L-1的碘水；待吸收完全后，向混合溶液中滴加少量淀粉溶液，再用c2 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定，最终消耗硫代硫酸钠溶液的体积为V2 mL。已知：＋2I－。 (1)滴定时盛放硫代硫酸钠溶液的仪器为____________(填仪器名称)；该仪器使用前需进行的操作为______________________。 (2)滴定终点的现象为_____________________________。 (3)该药品中硫元素的质量分数为________(列出表达式即可)。 (4)若SO2气体中混有少量O2，则可能会导致测定结果__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 2．(2024·大连联考)已知：TiCl4＋(2＋n)H2O===TiO2·nH2O↓＋4HCl。 测定TiCl4产品纯度的实验如下： ①准确称取14.00 g TiCl4产品，置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中，盖好瓶塞后摇动至完全水解，过滤后将水解液配成100.00 mL溶液。 ②取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10.00 mL 2.900 mol·L-1 AgNO3标准溶液。 ③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。 ④以X溶液为指示剂，用0.1000 mol·L-1 KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00 mL KSCN溶液。 X溶液为________(填化学式)，已知产品中杂质不参与反应，根据以上步骤计算产品中TiCl4的质量分数为________；若装KSCN溶液的滴定管滴定前尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，所测定TiCl4产品的质量分数将会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 课后学习任务 1． 二氧化氯是当今饮用水处理中被提倡使用的消毒剂之一。 资料卡片 ClO2的性质颜色:黄绿色 味道:刺激性气味 沸点:11℃ 溶解性:易溶于水且不与水反应 化学性质:与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐 其他:在空气中的体积浓度超过10%则可发生爆炸但水溶液相对安全 I． 实验室制备 的常用方法： 。 某小组在实验室探究 的制备方法及含量测定，所用装置如图： (1)装有浓硫酸的仪器名称为 ；C 装置应用 (“热水浴” 或 “冷水浴”)收集 。 (2)装置 A 中反应的化学方程式为 。 (3)安装好实验装置后，首先应该 。 (4)不用排空气法收集 ，其原因为 。 (5)收集到的 中除 外，可能含有杂质为 。 Ⅱ． 碘量法测定 水溶液的纯度 取 吸收液配制成 溶液，从中移出 于锥形瓶，向其中加入足量的 并酸化，充分反应后，用 的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，重复 3 次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液26.00 mL。 已知： (未配平)， 。 (6) 水溶液中 的质量分数为 。 2．亚氯酸钠()是一种高效氧化剂、漂白剂。已知：饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是，高于38℃时析出晶体是，高于60℃时分解成和。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。 请完成下列填空： (1)装置②中产生的化学方程式为 ；装置③的作用是 。 (2)从装置④反应后的溶液获得晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③ ；④低于60℃干燥，得到成品。 (3)装置①在本实验中的作用 。 (4)准确称取所得亚氯酸钠样品于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应。将所得混合液配成待测溶液。配置待测液需用到的定量玻璃仪器是 。 (5)取待测液，用标准液滴定，以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为 。重复滴定2次，测得溶液平均值为。该样品中的质量分数为 。(保留三位小数) (6)在实验过程中，下列操作会使实验结果偏高的是 。(不定项选择) a．读取标准液体积时，开始时平视读数，结束时仰视读数 b．配置待测液时，定容后摇匀发现液面下降，又补加水重新达到刻度线 c．盛装待测液的滴定管注液前未用待测溶液润洗 d．盛装标准液的滴定管尖嘴处滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 3．三氯氧磷()是一种重要的化工原料。某小组以、和为原料，先制取，后制备。实验装置如图1： 已知： Ⅰ、装置A中发生的反应有：；；；装置B中的反应为：； Ⅱ、部分物质的性质： 物质 沸点/℃ 其他 76.1 遇水均剧烈水解 160 105.8 78.8 (1)仪器D的名称为 ，装置F可盛放 ，装置Ｃ可以用来判断通入和的流量，符合实验要求的现象为 。 (2)实验前先通，目的是 。实验室欲提纯，可采用的方法是 。 (3)纯度测定 测定样品中杂质的含量即可得出的纯度(假设杂质仅含有) 步骤1：用称量瓶准确称量提纯后的7.0g样品 步骤2：连同称量瓶一起放入盛有 溶液的密封水解瓶中，盖紧并用蒸馏水封口，轻轻摇动，待称量瓶盖打开，将水解瓶放入冰水浴，浸泡水解1h后，将水解瓶中的溶液全部转移到容量瓶中，洗涤水解瓶2~3次，洗涤液一并转入容量瓶中，静置至室温，定容，摇匀，得到溶液M。 步骤3：准确量取溶液M于碘量瓶中，加入两滴指示剂，用的盐酸中和过量的溶液至恰好完全。 步骤4：准确加入碘标准溶液，充分反应后，用淀粉溶液作指示剂，用的溶液滴定过量的碘，反应为。平行测定四次，记录反应消耗溶液的体积。 ①在溶液中反应的化学方程式为 。 ②四次平行实验消耗溶液的体积如下表所示： 第一次 第二次 第三次 第四次 溶液的体积/mL 19.98 22.60 20.00 20.02 则样品中的质量分数为 %；下列情况会导致的质量分数偏高的是 (填标号)。 A．水解过程，气体吸收不充分，有部分气体逸出 B．实际溶液浓度偏高 C．定容时俯视刻度线 D．滴定前有气泡，滴定后气泡消失 答案与解析 课堂学习任务 1．解析：①根据Cl－～AgNO3，样品溶液中氯离子物质的量浓度为＝0.09 mol·L-1，n(Al3+)∶n(Cl－)＝10∶9，根据电荷守恒得到[Al2(OH)4.2Cl1.8]m，产品的盐基度为＝0.7；②测定Cl－过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，原因是pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多。 答案：①0.7　②pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多 2．解析：滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，反应的离子方程式为6Fe2+＋＋14H＋===6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O，则m1 g样品中n(FeCl2)＝＝6cV×10-3 mol；m1g样品中结晶水的质量为(m1－m2)g，结晶水物质的量为∶n(H2O)＝1∶n＝(6cV×10-3 mol)：，解得n＝； A．样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2+，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小；B．样品与SOCl2反应时失水不充分，则m2偏大，使n的测量值偏小；C．实验Ⅰ称重后，样品发生了潮解，会使样品中的水含量增多，但不会影响所用的酸性重铬酸钾的量，即消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变，n的测量值不变；D．滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大；故选AB。 答案：　AB 3.解析：(1)滴定时盛放硫代硫酸钠溶液的仪器为碱式滴定管；滴定管使用前需进行的操作为检查是否漏液。 (2)滴定终点的现象为滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液后，溶液由蓝色褪为无色，且30 s内不恢复原色。 (3)由题意可知，由硫代硫酸钠计算剩余的I2，用总量减去该数据，可得氧化SO2的I2，综合计算可得该药品中硫元素的质量分数为×100%。 (4)若燃烧时过量氧气进入吸收液中，可能会氧化部分SO2或I－，导致测定结果偏小。 答案：(1)碱式滴定管　检查是否漏液 (2)滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液后，溶液由蓝色褪为无色，且30 s内不恢复原色 (3)×100% (4)偏小 4．解析：Fe3+能与KSCN溶液发生反应，使溶液变红，因此选Fe(NO3)3作指示剂。根据题给化学方程式TiCl4＋(2＋n)H2O===TiO2·nH2O↓＋4HCl，可得关系式：TiCl4～4HCl；根据HCl与AgNO3的反应，可得关系式：HCl～AgNO3；根据KSCN与AgNO3的反应，可得关系式：KSCN ～AgNO3；代入题给数据，可得m(TiCl4)＝＝1.33 g，TiCl4的质量分数为×100%＝95%；若装KSCN溶液的滴定管滴定前尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，即滴加的KSCN溶液体积读数偏大，使剩余的AgNO3溶液物质的量偏大，则与TiCl4反应的AgNO3溶液用量偏小，所测定TiCl4产品的质量分数将会偏小。 答案：Fe(NO3)3　95%　偏小 课后学习任务 1.【答案】(1) (球形)分液漏斗 冷水浴 (2) (浓) (3)检验装置气密性 (4)用排空气法收集时体积分数超过 10% 易发生爆炸 (5) (6)70.2% 【分析】在A装置中，Na2SO3与浓H2SO4发生复分解反应：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑，生成的SO2气体进入B装置，与NaClO3、H2SO4发生反应，生成ClO2、NaHSO4；生成的ClO2进入C中液化，尾气进入D中，被NaOH溶液吸收。 【详解】（1）装有浓硫酸的仪器带有活塞，名称为(球形)分液漏斗, ClO2沸点为11℃，易挥发，为降低温度，防止ClO2挥发，所以C 装置应用冰水浴。 （2）在A装置中，Na2SO3与浓H2SO4发生复分解反应，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑。 （3）为保证反应中产生的气体不泄露，安装好实验装置后，首先应该检查装置的气密性。 （4）ClO2在空气中的体积浓度超过10%则可发生爆炸，用排空气法收集时体积分数超过 10% 易发生爆炸，所以不用排空气法收集 。 （5）根据分析，收集到的ClO2中除 外，可能含有杂质为反应剩余的。 （6）ClO2与碘化钾发生氧化还原生成氯离子与碘单质，结合电子转移数守恒和电荷守恒、原子守恒可知，该反应的离子方程式为：2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O，再根据，可得2ClO2～5I2～10Na2S2O3，n(ClO2)=n(Na2S2O3)， Na2S2O3物质的量为0.026L×0.1000mol/L=0.0026mol，则n(ClO2)=0.0026mol=0.0052mol，所以m(ClO2)=0.0052mol×67.5g/mol=0.351g，ClO2水溶液中ClO2的质量分数为=70.2%。 2.【答案】(1) 装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸 (2)用38℃∼60℃的温水洗涤 (3)本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，装置①当关闭时，打开，可以吸收反应所产生的气体 (4)容量瓶 (5) 当滴入最后一滴溶液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色 0.905 (6)a、d 【分析】装置②中浓硫酸与Na2SO3反应生成的SO2气体还原NaClO3产生，ClO2进入装置④，在冷水浴环境中与试管内的NaOH和H2O2混合溶液反应，水浴温度控制在38-60℃可得到NaClO2晶体。 【详解】（1）根据反应物NaClO3、Na2SO3、H2SO4，生成物为ClO2和2Na2SO4，配平方程式为2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4=2ClO2+ 2Na2SO4+ H2O；装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸； （2）因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38-60℃得到晶体，故操作为趁热过滤，用38-60℃的温水洗涤； （3）为污染性气体，直接排放会污染环境，装置①当关闭时，打开，可以吸收反应所产生的气体； （4）配制250mL待测溶液需用到的定量玻璃仪器是250mL容量瓶； （5）有碘单质参和生成的反应，一般采用淀粉溶液做指示剂，该反应是Na2S2O3标准液滴定碘，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，故答案为滴入最后半滴标准液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；关系式为，则，，该样品中的质量分数为； （6）a．读取标准液体积时，开始时平视读数，结束时仰视读数，标准液读数偏大，使实验结果偏高，故a符合题意； b．配制250mL待测液时，定容后摇匀发现液面下降，又补加水重新达到刻度线，导致水加多，浓度偏低，使实验结果偏小，故b不符合题意； c．盛装待测液的滴定管注液前未用待测溶液润洗使待测液稀释，浓度偏低，使实验结果偏小，故c不符合题意； d．盛装标准液的滴定管尖嘴处滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失，消耗的标准液偏多，测定结果偏高，故d符合题意； 故答案选a、d。 3.【答案】(1) 球形冷凝管 碱石灰 两支导管口产生气泡的速率相同 (2) 排出装置内的空气 蒸馏 (3) 91.5 AD 【分析】在装置A中发生一系列反应，最终生成PCl3进入装置B，通过装置C通入等量的SO2和Cl2进入装置B，在装置B中，PCl3、SO2和Cl2反应生成POCl3，最后用装置F吸收尾气。 【详解】（1）由图示可知，仪器D的名称为球形冷凝管；装置F用来吸收SO2、Cl2等尾气，可盛放碱石灰；通过装置B中的反应可知，需要通入等量的SO2和Cl2，因此，符合实验要求的现象为两支导管口产生气泡的速率相同，故答案为：球形冷凝管；碱石灰；两支导管口产生气泡的速率相同； （2）由信息可知，反应装置中涉及到多种遇水剧烈水解的物质，所以实验前先通N2的目的是排出装置内的空气，防止空气中的水蒸气干扰实验；反应液中各组分的沸点不同且有较大差虽别，所以可以用蒸馏的方法提纯POCl3，故答案为：排出装置内的空气；蒸馏； （3）①SOCl2与NaOH反应生成亚硫酸钠、氯化钠，化学方程式为，故答案为：； ②由数据可知，第二次数值偏差较大，应舍去，所以消耗溶液的平均体积为；由实验原理可知存在关系，所以，则样品中POCl3的质量分数为，故答案为：91.5； A．水解过程，气体吸收不充分，有部分气体逸出将导致消耗溶液体积偏大，的质量分数偏小，POCl3的质量分数偏大，故A符合题意； B．实际溶液浓度偏高，将导致消耗溶液体积偏小，的质量分数偏大，POCl3的质量分数偏小，故B不符合题意； C．定容时俯视刻度线，导致溶液体系偏小，的浓度偏大，消耗溶液体积偏小，的质量分数偏大，POCl3的质量分数偏小，故C不符合题意； D．滴定前有气泡，滴定后气泡消失，导致消耗溶液体积偏大，的质量分数偏小，POCl3的质量分数偏大，故D符合题意； 故选AD。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$