内容正文:
优化探究
大单元四 化学反应原理
专题12 水溶液中的离子反应与平衡
热点强化20 氧化还原滴定
【讲·热点归纳】
【练·热点突破】
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【讲·热点归纳】
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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。
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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。
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4.实例
(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2Mn+6H++5H2C2O4====10CO2↑+2Mn2++8H2O。
指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫红色,不用另外选择指示剂。
(2)Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2====Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉作指示剂。
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【练·热点突破】
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一、氧化还原滴定终点的答题规范
1.用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用____________作指示剂,达到滴定终点的现象是____________________ _______________________________________________。
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淀粉溶液
当滴入最后半滴标准
液后,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
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2.用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂________(填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是_____________________________________________________ ______________________。
否
当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色
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3.用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并被还原为Ti3+,再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为__________ _________________, 达到滴定终点的现象是______________________ ___________________________________。
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====Ti4++Fe2+
后,溶液变成红色,且半分钟内不褪色
Ti3++Fe3+
当滴入最后半滴标准液
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4.用标准KI溶液滴定含有Fe3+的溶液,应选用______________作指示
剂,滴定终点现象是____________________________________________ _____________________________。
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KSCN溶液
当滴入最后半滴标准KI溶液后,溶液的血红色褪去,且半分钟内不恢复血红色
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答题模版
当滴入最后半滴×××标准溶液后,溶液变成×××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
解答此类题目注意三个关键点:
(1)最后半滴:必须说明是滴入“最后半滴”溶液。
(2)颜色变化:必须说明滴入“最后半滴”溶液后溶液“颜色的变化”。
(3)半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。
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二、氧化还原滴定计算
5.为了测定某样品中NaNO2的含量,某同学进行如下实验:①称取样品a g,加水溶解,配制成100 mL溶液。②取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.020 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定,滴定结束后消耗KMnO4溶液V mL。
(1)滴定过程中发生反应的离子方程式是___________________________ _____________________________;
测得该样品中NaNO2的质量分数为________。
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====5N+2Mn2++3H2O
5N+2Mn+6H+
%
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解析:根据得失电子守恒,
5NaNO2 ~ 2KMnO4
5 mol 2 mol
0.010 0×10-3 V×4×5 0.020 0×10-3V×4
该样品中NaNO2的质量分数为×100%=%。
(2)若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定,则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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偏小
解析:若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定,则KMnO4的用量偏少,测定结果偏小。
6.称取0.500 g CuCl成品置于过量FeCl3(aq)中,待固体完全溶解后,用
0.200 0 mol·L-1的Ce(SO4)2标准液滴定至终点,消耗Ce(SO4)2标准液
24.60 mL。相关反应如下:Fe3++CuCl====Fe2++Cu2++Cl-;Ce4++
Fe2+====Fe3++Ce3+。则CuCl的质量分数是____________(保留四位有效数字),若滴定操作耗时过长可能会使测定的CuCl质量分数________ (填“偏大”或“偏小”)。
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97.91%
偏小
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解析:根据Fe3++CuCl====Fe2++Cu2++Cl-、Ce4++Fe2+====Ce3++Fe3+可知Ce4+~CuCl,所以n(CuCl)=n(Ce4+)=n[Ce(SO4)2]=
0.200 0 mol·L-1×24.60×10-3L=4.92×10-3mol,m(CuCl)=nM= 4.92×10-3 mol×99.5 g·mol-1=0.489 54 g,产品中氯化亚铜的质量分数为×100%≈97.91%,若滴定操作耗时过长,CuCl可能被氧气氧化,使测定的CuCl质量分数偏小。
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7.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为N,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。
回答下列问题:
(1)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++N+4H+====NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_____________________ mg·m-3。
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×104
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解析:根据关系式:Cr2~6Fe2+,求得K2Cr2O7标准溶液消耗
n(Fe2+)=6c2V2×10-3 mol;则N消耗n(Fe2+)=(c1V1-6c2V2)×
10-3 mol,根据关系式:3Fe2+~N得n(N)=(c1V1-6c2V2)×
10-3 mol,n(NOx)=n(NO2)=n(N)=(c1V1-6c2V2)×10-3 mol,V L气样中含m(NO2)=(c1V1-6c2V2)×46× mg,所以气样中NO2的含量为 mg·m-3=×104 mg·m-3。
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(2)若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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偏高
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