第21讲 酸碱中和滴定(专项训练)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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内容正文:
第21讲 酸碱中和滴定
目录
01 课标达标练
题型01 考查滴定操作与仪器积
题型02 考查酸碱中和滴定
题型03 考查氧化还原滴定
题型04 考查沉淀滴定与配合滴定
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查滴定操作与仪器
1.(2025·江苏省前黄中学下学期期初)配制100 mL 0.120 0 mol·L-1 Na2CO3溶液并用于测定盐酸的物质的量浓度(约为0.2 mol·L-1)。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.称量1.2720 g Na2CO3
B.溶解Na2CO3
C.转移溶液
D.测定浓度
2.(2025·江苏省南通市期中)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,草酸钠(Na2C2O4)可作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。测定的方法是准确称量一定质量的草酸钠固体,加水溶解后,加入硫酸酸化,用待测KMnO4溶液进行滴定。
关于KMnO4溶液测定实验,下列说法正确的是
A.可使用图1装置进行滴定
B.锥形瓶须用酸化的草酸钠溶液润洗
C.题图2所示读数为18.8 mL
D.滴定时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛观察滴定管液面示数
3.(2024·江苏省南通市高三模拟)草酸钠(Na2C2O4)可作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。
测定方法:准确称量一定质量的草酸钠固体,加水溶解后,加入硫酸酸化,用待测KMnO4溶液进行滴定。H2C2O4是一种二元弱酸,C2O42-能与Ca2+结合生成CaC2O4沉淀。下列关于KMnO4溶液测定实验的说法正确的是
A.用图1所示装置及操作进行滴定
B.图2所示读数为20.5 mL
C.滴定时应一直保持液体匀速下滴
D.滴定时,开始溶液红色褪去较慢,一段时间后,溶液红色褪去较快,可能是生成的Mn2+对反应具有催化作用
4.(2025·广西开学考)某同学配制100 mL 0.1000 mol·L-1的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图1:用托盘天平称取0.4 g NaOH固体来配制标准溶液
B.图2:配制标准溶液的定容操作
C.图3:碱式滴定管排气泡的操作
D.图4:用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸
02 考查酸碱中和滴定
5.(2025·江苏省如皋中学上学期调研二)室温下,为测定锥形瓶中20.00 mL NaOH溶液的浓度,滴加酚酞作指示剂,用0.1000 mol·L-1 HCl标准溶液进行滴定。下列说法正确的是
A.由浓盐酸稀释后获得的稀盐酸,其准确浓度可以直接由计算得到
B.到达滴定终点时,溶液由无色变为粉红色
C.越接近滴定终点,溶液pH的变化幅度越大
D.若盛装HCl标准溶液的酸式滴定管水洗后未用待装液润洗,则会使所测NaOH溶液的浓度偏小
6.(2025·江苏省江阴市六校期中联考)食醋是日常饮食中的一种调味剂,国家标准规定酿造食醋中醋酸含量不得低于0.035 g·mL-1,实验室用标准NaOH溶液测定食醋中醋酸的浓度,以检测食醋是否符合国家标准,某品牌白醋的醋酸浓度测定过程如图所示,请回答:
(1)选用_______(填“甲”或“乙”)滴定管量取10.00 mL白醋后,将白醋稀释至100 mL时,需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________________________。
(2)某同学用酸碱中和滴定法测定该品牌白醋的醋酸浓度,当醋酸与氢氧化钠恰好完全反应时,测得溶液中=,则此时溶液中的pH=_____。(已知:室温下醋酸的Ka=1.8×10-5)
(3)根据该同学的计算结果,应该选___________作指示剂。(填“酚酞”、“甲基橙”或“石蕊”)
(4)该滴定达到终点时的现象是_______________________________________________________。
(5)某次实验滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,则所用NaOH溶液的体积为_______mL。
(6)用标准的0.05000 mol·L-1 NaOH溶液滴定上述稀释后的醋酸溶液,滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
0.02
25.01
2
25.00
0.70
25.71
3
25.00
0.50
24.2
则该品牌白醋中醋酸含量为_______mg·mL-1。
(7)下列操作中,可能使所测白醋中醋酸的浓度数值偏高的是_______(填编号)。
A.取待测液的滴管,取液前滴定管尖嘴处无气泡,取液后尖嘴处出现气泡
B.滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.碱式滴定管水洗后未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液
D.读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
03 考查氧化还原滴定
7.(2025·江苏省徐州市期末)硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料。实验室制备硝酸铈铵并测定其纯度。
(NH4)2Ce(NO3)6(M=548 g·mol-1)产品纯度测定。准确称取15.00 g产品,溶于水配成100 mL待测溶液,量取20.00 mL待测液于锥形瓶中,滴加2滴指示剂,用0.2000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+),重复操作2~3次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液22.50 mL。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为________(写出计算过程)。
8.(2025·江苏省宿迁沭阳如东中学12月)准确称取某含金单质试样4.000 g,加入王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3],将Au转化成氯金酸(化学式为HAuCl4,能被Fe2+还原为Au),加热除去过量的HNO3,过滤,在不断搅拌下,加入过量0.2000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液120.00 mL,充分反应,二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液36.00 mL。
计算试样中金的质量分数___________(写出计算过程)。
9.(2024·镇江市丹阳市上学期开学考)测定MnO2的纯度。称取0.1450 g MnO2粗品置于具塞锥形瓶中,加水润湿后,依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液,盖上玻璃塞,充分摇匀后静置30 min。用0.15000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL,滴定反应为2S2O32-+I2=2I-+S4O62—,计算粗品中MnO2的质量分数_____________(写出计算过程,锰的相对原子质量为55)。
10.(2025·江苏省淮安市期末)甘氨酸(NH2CH2COOH)是最简单的氨基酸,易溶于60℃以上热水。顺式甘氨酸铜是一种补铜剂,难溶于乙醇,具有生物利用率高、胃肠道刺激小、稳定性强等优点。
顺式甘氨酸铜产品中铜元素含量测定的实验流程如下:
重复上述操作2次。数据处理。
已知:ⅰ.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 、2S2O32-+I2=2I-+S4O62—。
ⅱ.CuI固体能吸附溶液中的少量碘单质。
ⅲ.Ksp(CuSCN)<Ksp(CuI)。
①煮解时若稀硫酸过多,对后续加入的Na2S2O3标准液有影响,该影响用离子方程式表示为________________________________________。
②加入适量NH4SCN溶液并剧烈振荡锥形瓶的目的是______________________________________。
③Na2S2O3标准液的浓度为0.2500 mol·L-1,本实验滴定消耗Na2S2O3标准液的平均值为18.00 mL,则样品中的Cu元素的含量为____________。(保留三位有效数字,写出计算过程)
11.(2024·山东卷)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
①加样,将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
回答下列问题:
(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是_________(填标号)。
A.玻璃棒 B.1 000 mL锥形瓶
C.500 mL容量瓶 D.胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥O2,B中的试剂为___________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是__________________。
(3)该滴定实验达终点的现象是_______________________________________________________,滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,样品中硫的质量分数是____________(用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成,粉尘在该过程中的作用是___________;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是___________________
_______________________________________________。若滴定过程中,有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
04 考查沉淀滴定与配合滴定
12.(2025·常州市上学期期中)实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-、Br-水样。
已知:
①相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr;Ag2CrO4为砖红色沉淀。
②25℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
③25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示(图中横坐标pAg=-lgc(Ag+)、纵坐标pX=-lgc(Xn-),Xn-代表Cl-、Br-或CrO42-)。
下列说法不正确的是
A.曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-5.0 mol·L-1
D.滴定Br-接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
13.(2025·江苏省前黄中学下学期期初)测定[Co(NH3)6]Cl3晶体中Cl-的质量分数:
准确称取a g[Co(NH3)6]Cl3晶体,配制成100mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中。滴加少量0.0050 mol·L-1 K2CrO4溶液作为指示剂,用c mol·L-1 LAgNO3溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗AgNO3溶液的体积的平均值为V mL,计算晶体中Cl-的质量分数。[已知:溶度积:Ksp(AgCl)=1.7×10-10,Ksp(Ag2CrO4)(砖红色)=1.2×10-12]
①滴定至终点的现象是____________________________________________________。
②制备的晶体中Cl-的质量分数是___________。(请写出计算过程)
14.(2025·江苏省扬州中学2月)测定NiSO4•7H2O粗品的纯度。
取3.000 g NiSO4•7H2O粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成100.00 mL溶液,取25.00 mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用0.1000 mol·L-1的Na2H2Y标准溶液滴定,平均消耗标准溶液25.00 mL。计算确定粗品中NiSO4•7H2O的纯度_______。(结果保留四位有效数字)。(已知:Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+,写出计算过程)。
15.(2025·扬州中学1月)从分金渣(主要成分为AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示:
已知:在上述反应的温度下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2S)=6.38×10-50
已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应):
①称取制备的银样品1.0800 g,加适量稀硝酸溶解,定容到100 mL容量瓶中。
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,酸化后滴入几滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定,滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次,所用NH4SCN标准溶液的平均体积为24.00 mL。
计算样品中银的质量分数__________(写出计算过程)。
16.(2024·江苏省南师附中模拟)为了测定高纯超细氧化铝粉中Al2O3的质量分数,可用EDTA标准溶液滴定。
取0.204 0 g氧化铝粉溶于盐酸,加入过量的30.00 mL 0.160 0 mol·L-1 EDTA标准溶液并加热煮沸,充分反应后,再用0.172 0 mol·L-1的Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗Zn2+标准溶液体积为5.00 mL。已知Al3+、Zn2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1。
①加入过量的EDTA标准溶液并加热煮沸的原因是__________________________________________。
②计算Al2O3的质量分数__________(写出计算过程)。
17.(2025·江苏省扬州市期末)以粗NiSO4溶液(含Cu2+、Ca2+等杂质)为原料制备NiSO4·6H2O的部分过程如下:
已知:Ni2+、Ca2+能被有机萃取剂(简称HR)萃取,其萃取原理:
Ni2+(水层)+2HR(有机层)NiR2(有机层)+2H+(水层)
Ca2+(水层)+2HR(有机层)CaR2(有机层)+2H+(水层)
取2.00 mL“反萃取”后的水层样品于锥形瓶中,加入30.00 mL 0.03000 mol·L-1 Na2H2Y标准液。充分反应后,滴入2~3滴二甲酚橙指示剂,用0.03000 mol·L-1 ZnSO4标准液滴定过量的Na2H2Y。滴定至终点时,溶液的颜色变化为___________________________________________________。重复上述操作2~3次,平均消耗ZnSO4标准液13.40 mL。
已知:①M2++H2Y2−=[MY]2−+2H+(M=Ni或Zn)
②二甲酚橙在酸性条件下呈现黄色,遇Zn2+显红紫色。
计算样品中Ni2+的物质的量浓度_________________。(写出计算过程)
18.(2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期)实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐)中分别回收铜、锌、铅元素的流程如图。
ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。准确称取一定量的ZnSO4·7H2O晶体加入250 mL的锥形瓶中,加水约20 mL。再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示剂、约5 mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160 mol·L-1 EDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4·7H2O与EDTA按物质的量之比1∶1反应)。实验数据如表:
m(ZnSO4·7H2O)/g
起始滴定管读数/mL
终点滴定管读数/mL
0.1692
0.20
26.50
ZnSO4·7H2O产品的纯度为____________(保留2位有效数字)。
19.(2025·苏州期中摸底调研2)工业上电解精炼铜的阳极泥是重要的二次资源,从中间产物分金渣(主要成分为:AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示:
已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),实验室可通过如下过程测定所制银样品的纯度(杂质不参与反应):
①称取制备的银样品1.000 g,加适量稀硝酸溶解,定容到100 mL容量瓶中。
②准确称取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,般化后滴入几滴铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定,滴定终点的实验现象为溶液变为(血)红色。
③重复②的操作两次,所用NH4SCN标准溶液的平均体积为22.00 mL。则样品中银的质量分数为___________。(写出计算过程)
20.(2025·江苏省苏州市期中)由红土镍矿(主要成分为Fe2O3、NiO和SiO2,还含有少量MgO等)为原料制取NiSO4•6H2O,同时获得副产品黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。部分流程如下:
测定NiSO4•6H2O产品中镍元素含量。取3.000 g样品,酸溶后配成100 mL溶液,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入几滴紫脲酸胺指示剂,用浓度为0.1000 mol·L-1 Na2H2Y标准液滴定,重复操作2~3次,平均消耗Na2H2Y标准液17.40 mL。已知:ⅰ.Ni2++H2Y2-=[NiY]2-+2H+;ⅱ.紫脲酸胺为紫色试剂,遇Ni2+显橙黄色。
①滴定至终点时溶液的颜色变化为_____________________________________。
②计算样品中镍元素的质量分数___________(写出计算过程)。
1.(2025·江苏省苏锡常镇一模)测定湖盐(盐湖中提取的天然盐)中Na2CO3和NaHCO3含量的实验过程如下:
已知25℃时H2CO3的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=5×10-11。下列说法不正确的是
A.用甲基橙作指示剂滴定时发生的反应为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
B.在滴定过程中的溶液存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
C.在滴定过程中,pH=8的溶液中存在:=200
D.在滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(CO32-)
2.(2024·江苏省盐城中学校考模拟)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 mol·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 mol·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 mol·L-1的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点的溶液中:2c(Na+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+3c(H2CO3)
C.用pH试纸测得c点的pH约为8,可知:Ka2(H2CO3)<
D.a、d两点水的电离程度:a<d
3.(2024·江苏省南京、盐城一模)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理:在酸性条件下,CaO2与稀酸反应生成H2O2,用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2,以确定CaO2含量。
下列关于滴定分析的说法不正确的是
A.滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
B.当滴入半滴酸性KMnO4溶液后,溶液颜色从无色刚好变为浅红色,且半分钟内不变色,表示已经到达滴定终点
C.滴定前滴定管尖嘴内有气泡,滴定后尖嘴内无气泡,则测定结果偏大
D.读取KMnO4溶液体积时,滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,则测定结果偏大
4.(2025·江苏省淮安市淮阴中学三模)实验室利用重晶石废料(主要成分为BaSO4、Fe2O3等)制备BaCO3。
Ⅰ.制备粗BaCO3。制备流程如下:
Ⅱ.测定粗BaCO3样品中铁元素的含量。
取5.0000 g的粗BaCO3样品,用20% H2SO4充分溶解,再加入足量溶液充分反应,然后加蒸馏水配制成100 mL溶液。准确量取20.00 mL配制的溶液于锥形瓶中,调节溶液pH=6,用0.0150 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Fe2++H2Y2-=FeY2-+2H+),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液20.00 mL。
(1)测定过程中,加入足量Na2S2O3溶液的目的是_________________________________。
(2)计算粗BaCO3样品中铁元素的质量分数__________(写出计算过程)。
(3)若稀释后滤液用酸性K2Cr2O7滴定,测得的数值明显高于上述方法测定的数值,原因是______________________________________________________________________________________。
5.(2025·江苏省南通如皋市2月)用磷铁渣(含FeP、Fe2P及少量杂质)制备FePO4的工艺流程如下:
调铁、磷比的目的是加入H3PO4让溶液中铁、磷两种元素的比例接近1∶1。调铁、磷比前须先测定溶液中的铁、磷浓度,测定过程如下:量取10.00 mL浸取液,加水稀释成100.00 mL。量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,先将Fe3+全部转化为Fe2+,后加入指示剂并滴加0.1000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液,Fe2+恰好完全反应时(Cr2O72-转化为Cr3+)消耗K2Cr2O7标准溶液10.00 mL。另量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入足量的喹钼啉酮试剂,PO43-充分反应后,过滤、干燥得到磷钼酸喹啉沉淀{(C9H7N)3[PO4(MoO3)12],摩尔质量为2 210 g·mol-1}1.326 g。计算浸取液中Fe、P的物质的量之比_________,并写出计算过程。
6.(2025·山东省淄博市期中)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2—HgCl2—K2Cr2O7,滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。
②SnCl2溶液:称取6 g SnCl2•2H2O溶于20 mL浓盐酸,加水至100 mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl2,可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+;Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_______(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因:___________________________。
(3)步骤I中“微热”的原因是________________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL,则a g试样中Fe的质量分数为____________(用含a、c、V的代数式表示)。
(6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7,滴定法的优点是____________________
____________________________________________。
②为探究KMnO4溶液滴定时,Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 试剂X
紫红色不褪去
实验I
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 0.1 mol·L-1 硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 6 mol·L-1 硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为_______;根据该实验可得出的结论是________________________________________。
7.【结合有机物物应用应用 考查滴定过程的有关问题】
(2025·四川卷)双水杨醛缩乙二胺(H2L,Mr=268)的锰配合物(MnLClx)常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备了该配合物并确定其组成。
Ⅰ.MnLClx配合物的制备
制备原理:
实验步骤:
实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置)。将反应物用乙醇溶解,空气中,65~70℃反应30分钟。反应结束后,经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,获得产物。
Ⅱ.MnLClx配合物中x的测定
①移取20.00 mL 3.5 mg·mL-1的MnLClx溶液置于锥形瓶中,加入10.00 mL 0.03000 mol·L-1的维生素C(C6H8O6)溶液充分混合,放置3~4分钟。
②往上述锥形瓶中加入5滴的淀粉溶液,立即用0.01000 mol·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。
上述测定过程所涉及的反应如下:
2MnLClx+xC6H8O6=2MnL+xC6H6O6+2xHCl I2+C6H8O6=C6H6O6+2HI
回答下列问题:
(1)制备过程中,仪器A的名称是_______,最适宜的加热方式为_______(填标号)。
A.酒精灯 B.水浴 C.油浴
(2)制备过程中,空气的作用是____________________________。
(3)步骤①中,“10.00 mL维生素C溶液”应用_______(填标号)量取。
a.烧杯 b.量筒 c.移液管
(4)步骤①中,加入维生素C溶液后,“放置3~4分钟”,时间不宜过长的原因是_____________
________________________________________。
(5)步骤②中,I2标准溶液应置于___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;滴定接近终点时,加入半滴I2标准溶液的操作过程是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________________________。
(6)若滴定时过量,将引起测定结果__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(7)根据实验数据,MnLClx中x=_____(保留整数)。
8.(2025·江苏省南京市中华中学一模)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在40~50℃熔化,48℃分解。
某消毒液(pH约为5)中含有ClO2和Cl2两种主要成分。请补充完整用Na2S2O3标准溶液测定该消毒液中ClO2含量的实验方案:量取5.00 mL消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00 mL,___________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,重复实验2~3次,取实验平均值计算ClO2含量。
已知:①pH>2时ClO2发生反应:2ClO2+2KI=2KClO2+I2;
②pH≤2时KClO2发生反应:KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O;
③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。
(须使用的试剂:0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液、淀粉溶液、KI溶液、稀硫酸)
9.(2025·北京卷)化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“MnO2+2Br-+4H+Mn2++Br2+2H2O”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
(1)理论分析
①Br2易挥发,需控制生成c(Br2)较小。
②根据25℃时K=6.3×104分析,控制合适pH,可使生成c(Br2)较小;用浓度较大的KBr溶液与过量MnO2反应,反应前后c(Br-)几乎不变;c(Mn2+)=c(Br2),仅需测定平衡时溶液pH和c(Br2)。
③Br2与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度HBr挥发性很小,可忽略。
(2)实验探究
序号
实验内容及现象
I
25℃,将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈1)与过量MnO2混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
25℃,将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈2)与过量MnO2混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的pH;取一定量反应后溶液,加入过量KI固体,用Na2S2O3标准溶液滴定,测定c(Br2)。
已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是_____________________________________
_______________________。用离子方程式表示KI的作用:_____________________________________。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于25℃的K值,是因为Br2挥发导致计算时所用_______________的浓度小于其在溶液中实际浓度。 S2-
③Ⅱ中,按计算所得值也小于25℃的K值,可能原因是_________________________
_________________________________________________________________________________________。
(3)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为40℃,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与___________________值比较。
②综合调控pH和温度的目的是____________________________________________________________
______________________________________________________。
10.(2025·重庆市五区一诊)(NH4)2Ce(NO3)6(硝酸铈铵)为橙红色结晶性粉末,易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸,可用作分析试剂。某小组在实验室模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。
(1)由NH4HCO3溶液与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3,装置如图1所示:
①装置C中盛放浓氨水的实验仪器名称为________________。
②实验时,“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为______________________。
③向NH4HCO3溶液中逐滴加入CeCl3溶液,可得Ce2(CO3)3固体,反应的离子方程式为_____________________________________________。
④该实验装置存在的一处缺陷为____________________________________。
(2)由Ce2(CO3)3制(NH4)2Ce(NO3)6,流程如图2所示:
①“氧化沉淀”时,加热的温度不宜过高,原因是____________________________________。
②洗涤产品的试剂是____________。
(3)测定产品纯度
①准确称取a g硝酸铈铵样品,加水溶解,配成100 mL溶液。量取20.00 mL溶液,移入250 mL锥形瓶中,加入适量硫酸和磷酸,再加入2滴邻二氮菲指示剂,用c mol·L-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程中Ce4+被Fe2+还原为Ce3+,无其它反应),消耗标准溶液V mL。若(NH4)2Ce(NO3)6的摩尔质量为M g·mol-1,则产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为____________(写最简表达式)。
②下列操作可能会使测定结果偏高的是________(填标号)。
A.配成100 mL溶液,定容时俯视容量瓶刻度线
B.滴定管水洗后未用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液润洗
C.滴定过程中向锥形瓶中加少量蒸馏水冲洗内壁
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
1.(2025·浙江1月卷)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,须加入过量浓H2SO4,以确保N元素完全转化为NH
B.步骤Ⅱ,浓NaOH溶液过量,有利于氨的蒸出
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3,以甲基红(变色的pH范围:4.4~6.2)为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,经计算可得N元素的含量
D.尿素[CO(NH2)2]样品、NaNO3样品的N元素含量均可按上述步骤测定
2.(2023·山东卷)下列做法正确的是
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达到滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
3.(2022·江苏卷节选)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0.020 00 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_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________。
4.(2023·湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:
(1)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为_________________________________________________;产生的气体为______。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是_________________________。
(2)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,m g X完全分解为n g黑色氧化物Y,=。X的化学式为________________。
(3)取含X粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2S2O=2I-+S4O)标志滴定终点的现象是__________________
_________________________________________,粗品中X的相对含量为________。
5.(2024·浙江6月选考)实验小组对制得的AlI3粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中I-含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
难溶电解质
AgI(黄色)
AgSCN(白色)
Ag2CrO4(红色)
溶度积常数Ksp
8.5×10-17
1.0×10-12
1.1×10-12
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤____________________。
称取产品1.020 0 g,用少量稀酸A溶解后转移至250 mL容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_____→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→_____→_____→加入稀酸B→用1.000×10-2 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定→_____→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是________________________________________________。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL,则产品纯度为____________。[M(AlI3)=408 g·mol-1]
6.(2025·陕西、山西、宁夏、青海卷)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1,糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56℃,与水互溶。
CaCl2•6H2O+2NaSac•2H2O=[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
I.称取1.0 g CaCl2•6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g (稍过量)糖精钠(NaSac•2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)I和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有__________、_________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于___________中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为_______。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子己经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,____________________
_____________________________________________________________________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有_______。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为_____________________(用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管 b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗 d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O中x的测定值为_______________(用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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第21讲 酸碱中和滴定
目录
01 课标达标练
题型01 考查滴定操作与仪器积
题型02 考查酸碱中和滴定
题型03 考查氧化还原滴定
题型04 考查沉淀滴定与配合滴定
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查滴定操作与仪器
1.(2025·江苏省前黄中学下学期期初)配制100 mL 0.120 0 mol·L-1 Na2CO3溶液并用于测定盐酸的物质的量浓度(约为0.2 mol·L-1)。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.称量1.2720 g Na2CO3
B.溶解Na2CO3
C.转移溶液
D.测定浓度
【答案】A
【解析】A项,用托盘天平称量时,以g为单位,应该精确到小数点后第一位,错误;B项,称量后应该在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,正确;C项,溶解后,并恢复到室温,用玻璃棒引流到容量瓶中,正确;D项,滴定时,由于盐酸显酸性,用酸式滴定管装盐酸,正确。
2.(2025·江苏省南通市期中)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,草酸钠(Na2C2O4)可作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。测定的方法是准确称量一定质量的草酸钠固体,加水溶解后,加入硫酸酸化,用待测KMnO4溶液进行滴定。
关于KMnO4溶液测定实验,下列说法正确的是
A.可使用图1装置进行滴定
B.锥形瓶须用酸化的草酸钠溶液润洗
C.题图2所示读数为18.8 mL
D.滴定时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛观察滴定管液面示数
【答案】A
【解析】A项,酸性高锰酸钾溶液放在酸式滴定管中,可用图1装置进行滴定,正确;B项,锥形瓶不用润洗,错误;C项,题图2所示读数为18.90 mL,错误;D项,滴定时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛观察锥形瓶中溶液颜色,错误。
3.(2024·江苏省南通市高三模拟)草酸钠(Na2C2O4)可作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。
测定方法:准确称量一定质量的草酸钠固体,加水溶解后,加入硫酸酸化,用待测KMnO4溶液进行滴定。H2C2O4是一种二元弱酸,C2O42-能与Ca2+结合生成CaC2O4沉淀。下列关于KMnO4溶液测定实验的说法正确的是
A.用图1所示装置及操作进行滴定
B.图2所示读数为20.5 mL
C.滴定时应一直保持液体匀速下滴
D.滴定时,开始溶液红色褪去较慢,一段时间后,溶液红色褪去较快,可能是生成的Mn2+对反应具有催化作用
【答案】D
【解析】A项,酸性高锰酸钾溶液应用酸式滴定管盛装,错误;B项,滴定管读数时应估读一位,即保留两位小数,错误;C项,滴定时液体滴加速率应先快后慢,错误;D项,根据开始褪色慢后较快,从影响化学反应速率因素考虑,可能是KMnO4还原生成的Mn2+起催化作用,正确。
4.(2025·广西开学考)某同学配制100 mL 0.1000 mol·L-1的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图1:用托盘天平称取0.4 g NaOH固体来配制标准溶液
B.图2:配制标准溶液的定容操作
C.图3:碱式滴定管排气泡的操作
D.图4:用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸
【答案】C
【解析】A项,NaOH易潮解,且容易腐蚀纸片,应用小烧杯称量,错误;B项,定容操作应平视刻度线,错误;C项,排碱式滴定管中的气泡时,把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,正确;D项,NaOH溶液应用碱式滴定管盛装,错误。
02 考查酸碱中和滴定
5.(2025·江苏省如皋中学上学期调研二)室温下,为测定锥形瓶中20.00 mL NaOH溶液的浓度,滴加酚酞作指示剂,用0.1000 mol·L-1 HCl标准溶液进行滴定。下列说法正确的是
A.由浓盐酸稀释后获得的稀盐酸,其准确浓度可以直接由计算得到
B.到达滴定终点时,溶液由无色变为粉红色
C.越接近滴定终点,溶液pH的变化幅度越大
D.若盛装HCl标准溶液的酸式滴定管水洗后未用待装液润洗,则会使所测NaOH溶液的浓度偏小
【答案】C
【解析】A项,浓盐酸具有挥发性,稀释过程中氯化氢会挥发,则由浓盐酸稀释后获得的稀盐酸,其准确浓度不能直接由计算得到,错误;B项,酚酞遇到氢氧化钠溶液呈红色,恰好中和时溶液为氯化钠溶液,则到达滴定终点时,溶液由粉红色变为无色,错误;C项,恰好中和前是氢氧化钠溶液呈碱性,室温下pH>7,恰好中和时是氯化钠溶液呈中性,室温下pH=7,恰好中和后多半滴盐酸时溶液呈酸性,室温下pH<7,接近滴定终点,pH值会发生“突跃”,溶液pH的变化幅度越大,正确;D项,若盛装HCl标准溶液的酸式滴定管水洗后未用待装液润洗,则标准溶液被稀释,导致标准溶液体积偏大,会使所测NaOH溶液的浓度偏大,错误。
6.(2025·江苏省江阴市六校期中联考)食醋是日常饮食中的一种调味剂,国家标准规定酿造食醋中醋酸含量不得低于0.035 g·mL-1,实验室用标准NaOH溶液测定食醋中醋酸的浓度,以检测食醋是否符合国家标准,某品牌白醋的醋酸浓度测定过程如图所示,请回答:
(1)选用_______(填“甲”或“乙”)滴定管量取10.00 mL白醋后,将白醋稀释至100 mL时,需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________________________。
(2)某同学用酸碱中和滴定法测定该品牌白醋的醋酸浓度,当醋酸与氢氧化钠恰好完全反应时,测得溶液中=,则此时溶液中的pH=_____。(已知:室温下醋酸的Ka=1.8×10-5)
(3)根据该同学的计算结果,应该选___________作指示剂。(填“酚酞”、“甲基橙”或“石蕊”)
(4)该滴定达到终点时的现象是_______________________________________________________。
(5)某次实验滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,则所用NaOH溶液的体积为_______mL。
(6)用标准的0.05000 mol·L-1 NaOH溶液滴定上述稀释后的醋酸溶液,滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
0.02
25.01
2
25.00
0.70
25.71
3
25.00
0.50
24.2
则该品牌白醋中醋酸含量为_______mg·mL-1。
(7)下列操作中,可能使所测白醋中醋酸的浓度数值偏高的是_______(填编号)。
A.取待测液的滴管,取液前滴定管尖嘴处无气泡,取液后尖嘴处出现气泡
B.滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.碱式滴定管水洗后未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液
D.读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】(1)甲 100 mL容量瓶、胶头滴管 (2)8 (3)酚酞 (4)滴入最后半滴标准NaOH溶液,溶液恰好由无色变为粉红色且半分钟内不变化 (5)26.10 (6)30 (7)AC
【解析】采用酸碱中和滴定的方法测定食醋中醋酸的浓度,白醋要用酸式滴定管量取,将白醋稀释至100 mL时,需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和100 mL容量瓶和胶头滴管。
(1)根据分析,应选用酸式滴定管甲量取10.00 mL白醋,稀释白醋至100 mL时,还需要100 mL容量瓶、胶头滴管;(2)醋酸的Ka==1.8×10-5,根据溶液中=,可得c(H+)=1.0×10-8 mol·L-1,溶液中的pH=8;(3)根据该同学的计算结果,溶液呈碱性,应该选碱性变色范围的酚酞作指示剂;(4)在待测液醋酸中加入酚酞,溶液无色,用标准NaOH溶液滴定,恰好反应时,溶液呈碱性,溶液呈浅红色,所以滴定达到终点时的现象是:滴入最后半滴标准NaOH溶液,溶液恰好由无色变为粉红色且半分钟内不变化;(5)根据碱式滴定管中的液面,所用NaOH溶液的体积为26.10 mL;(6)三次所用标准溶液的体积分别是:24.99 mL、25.01 mL、23.70 mL,第三次实验误差较大,舍去,则消耗标准NaOH溶液的体积= mL=25.00 mL,测得稀释后白醋中醋酸的浓度==0.05000 mol·L-1,转化为国家标准,浓度应为:×1 000 mg·g-1=30 mg·mL-1,则该品牌白醋中醋酸含量为30 mg·mL-1;(7)A项,取待测液的滴管,取液前滴定管尖嘴处无气泡,取液后尖嘴处出现气泡,导致实际上取出的待测液体积偏大,因此会造成消耗NaOH标准液体积偏大,所测白醋中醋酸的浓度数值偏大,符合题意;B项,滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,无影响,不符合题意;C项,碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液,NaOH溶液被蒸馏水稀释,会造成消耗标准NaOH溶液体积偏大,则白醋中醋酸的浓度数值会偏高,符合题意;D项,读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数,消耗标准液的体积读数偏小,则白醋中醋酸的浓度数值会偏小,不符合题意;故答案选AC。
03 考查氧化还原滴定
7.(2025·江苏省徐州市期末)硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料。实验室制备硝酸铈铵并测定其纯度。
(NH4)2Ce(NO3)6(M=548 g·mol-1)产品纯度测定。准确称取15.00 g产品,溶于水配成100 mL待测溶液,量取20.00 mL待测液于锥形瓶中,滴加2滴指示剂,用0.2000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+),重复操作2~3次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液22.50 mL。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为________(写出计算过程)。
【答案】已知:Ce4+~Fe2+,20.00 mL待测溶液中n[(NH4)2Ce(NO3)6]=c(Fe2+)=0.2000 mol·L-1×22.50×10-3 L=4.50×10-3 mol,则100 mL溶液中n[(NH4)2Ce(NO3)6]=4.50×10-3 mol×5=2.25×10-2 mol,100 mL溶液中m[(NH4)2Ce(NO3)6]=2.25×10-2 mol×548 g·mol-1=12.33 g,(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为×100%=82.2%。
【解析】分析题意,可知(NH4)2Ce(NO3)6~Ce4+~Fe2+,20.00 mL待测溶液中n[(NH4)2Ce(NO3)6]=c(Fe2+)=0.2000 mol·L-1×22.50×10-3 L=4.50×10-3 mol,故100 mL溶液中n[(NH4)2Ce(NO3)6]=4.50×10-3 mol×5=2.25×10-2 mol,100 mL溶液中m[(NH4)2Ce(NO3)6]=2.25×10-2 mol×548 g·mol-1=12.33 g,(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为×100%=82.2%。
8.(2025·江苏省宿迁沭阳如东中学12月)准确称取某含金单质试样4.000 g,加入王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3],将Au转化成氯金酸(化学式为HAuCl4,能被Fe2+还原为Au),加热除去过量的HNO3,过滤,在不断搅拌下,加入过量0.2000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液120.00 mL,充分反应,二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液36.00 mL。
计算试样中金的质量分数___________(写出计算过程)。
【答案】消耗n(K2Cr2O7)=cV=0.1000 mol·L-1×36.00×10-3 L=3.6×10-3 mol,(NH4)2Fe(SO4)2和K2Cr2O7反应生成Fe3+和Cr3+,反应关系式6(NH4)2Fe(SO4)2~K2Cr2O7,则剩余的n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=2.16×10-2 mol,与HAuCl4反应的n(Fe2+)=0.2000 mol·L-1×120.00×10-3 L-2.16×10-2 mol=2.4×10-3 mol,由关系式Au~HAuCl4~3Fe2+,n(Au)=n(Fe2+)=×2.4×10-3 mol=8.00×10-4 mol,金的质量分数:×100%=3.94%。
【解析】消耗n(K2Cr2O7)=cV=0.1000 mol·L-1×36.00×10-3 L=3.6×10-3 mol,(NH4)2Fe(SO4)2和K2Cr2O7反应生成Fe3+和Cr3+,反应关系式6(NH4)2Fe(SO4)2~K2Cr2O7,则剩余的n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=2.16×10-2 mol,与HAuCl4反应的n(Fe2+)=0.2000 mol·L-1×120.00×10-3 L-2.16×10-2 mol=2.4×10-3 mol,由关系式Au~HAuCl4~3Fe2+,n(Au)=n(Fe2+)=×2.4×10-3 mol=8.00×10-4 mol,金的质量分数:×100%=3.94%。
9.(2024·镇江市丹阳市上学期开学考)测定MnO2的纯度。称取0.1450 g MnO2粗品置于具塞锥形瓶中,加水润湿后,依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液,盖上玻璃塞,充分摇匀后静置30 min。用0.15000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL,滴定反应为2S2O32-+I2=2I-+S4O62—,计算粗品中MnO2的质量分数_____________(写出计算过程,锰的相对原子质量为55)。
【答案】90.00%
【解析】由得失电子数目守恒可得如下转化关系:MnO2~I2~2Na2S2O3,滴定消耗20.00 mL 0.15000 mol·L-1硫代硫酸钠溶液,则粗品中二氧化锰的质量分数为×100%=90.00%,故答案为:90.00%。或MnO2Mn2+、S2O32-S4O62—,由电子守恒得:n(MnO2)×2=n(S2O32-)×1,n(MnO2)×2=0.15000 mol·L-1×0.02000 L,n(MnO2)×2=1.5×10-3 mol,粗品中二氧化锰的质量分数为×100%=90.00%。
10.(2025·江苏省淮安市期末)甘氨酸(NH2CH2COOH)是最简单的氨基酸,易溶于60℃以上热水。顺式甘氨酸铜是一种补铜剂,难溶于乙醇,具有生物利用率高、胃肠道刺激小、稳定性强等优点。
顺式甘氨酸铜产品中铜元素含量测定的实验流程如下:
重复上述操作2次。数据处理。
已知:ⅰ.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 、2S2O32-+I2=2I-+S4O62—。
ⅱ.CuI固体能吸附溶液中的少量碘单质。
ⅲ.Ksp(CuSCN)<Ksp(CuI)。
①煮解时若稀硫酸过多,对后续加入的Na2S2O3标准液有影响,该影响用离子方程式表示为________________________________________。
②加入适量NH4SCN溶液并剧烈振荡锥形瓶的目的是______________________________________。
③Na2S2O3标准液的浓度为0.2500 mol·L-1,本实验滴定消耗Na2S2O3标准液的平均值为18.00 mL,则样品中的Cu元素的含量为____________。(保留三位有效数字,写出计算过程)
【答案】①2H++S2O32-=S↓+SO2+H2O ②将CuI转化为CuSCN,释放出被CuI吸附的碘单质 ③28.8%
【解析】① 煮解时若稀硫酸过多,S2O32-会与 H+发生反应,离子方程式为2H++S2O32-=S↓+SO2+H2O,从而影响后续加入的Na2S2O3标准液的量;②因为Ksp(CuSCN)<Ksp(CuI),加入适量NH4SCN溶液,SCN-会将CuI转化为CuSCN沉淀,同时释放出被CuI吸附的碘单质,使滴定结果更准确;③由已知反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、2S2O32-+I2 =2I+S4O62—可得关系式:2Cu2+~I2~2S2O32-。n(S2O32-)=0.2500 mol·L-1×0.018 L=0.0045 mol。移取的是20 mL溶液,而配制成的是100 mL溶液,则样品中n(Cu2+)=0.0045 mol×5=0.0225 mol,m(Cu2+)=0.0225 mol×64 g·mol-1=1.44 g。样品中的 Cu元素的含量为×100%=28.8%。
11.(2024·山东卷)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
①加样,将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
回答下列问题:
(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是_________(填标号)。
A.玻璃棒 B.1 000 mL锥形瓶
C.500 mL容量瓶 D.胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥O2,B中的试剂为___________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是__________________。
(3)该滴定实验达终点的现象是_______________________________________________________
_____________,滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,样品中硫的质量分数是____________(用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成,粉尘在该过程中的作用是___________;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是___________________
_______________________________________________。若滴定过程中,有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AD (2)浓硫酸 防止倒吸 (3)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色 % (4)催化剂 通入F的气体温度过高,导致部分I2升华,从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液 不变
【解析】由题中信息可知,利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中,将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2,然后将生成的SO2导入碘液中吸收,通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。
(1)配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,不用锥形瓶,需用1 000 mL容量瓶,转移时用玻璃棒,定容用胶头滴管,因此选AD;(2)装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置磨砂浮子,相当于单向阀,能起到防倒吸的作用;(3)由S元素守恒及SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,则n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 000 mol·L-1=2.000×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000×10-6V mol=6.000×10-6V mol,样品中硫的质量分数是×100%=;(4)粉尘在该过程中的作用是催化剂;若装置E冷却气体不充分,则通入F的气体温度过高,可能导致部分I2升华,这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液,从而可能导致测定结果偏大;若滴定过程中,有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,从电子转移守恒的角度分析,IO3-得到6e-被还原为I-,仍能得到关系式3S~3SO2~KIO3,测定结果会不变。
04 考查沉淀滴定与配合滴定
12.(2025·常州市上学期期中)实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-、Br-水样。
已知:
①相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr;Ag2CrO4为砖红色沉淀。
②25℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
③25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示(图中横坐标pAg=-lgc(Ag+)、纵坐标pX=-lgc(Xn-),Xn-代表Cl-、Br-或CrO42-)。
下列说法不正确的是
A.曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-5.0 mol·L-1
D.滴定Br-接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
【答案】C
【解析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者图象平行,所以①代表Ag2CrO4,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl,则③代表AgBr。根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42-)=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。据此分析作答。
A项,根据上述分析,可知曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线,正确;B项,反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数为:K=====10-5.2,正确;C项,当Cl-恰好滴定完全时,c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,c(CrO42-)===10-2 mol·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2 mol·L-1,错误;D项,滴定Br-接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,对消耗的AgNO3标准溶液的量没有影响,正确。
13.(2025·江苏省前黄中学下学期期初)测定[Co(NH3)6]Cl3晶体中Cl-的质量分数:
准确称取a g[Co(NH3)6]Cl3晶体,配制成100mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中。滴加少量0.0050 mol·L-1 K2CrO4溶液作为指示剂,用c mol·L-1 LAgNO3溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗AgNO3溶液的体积的平均值为V mL,计算晶体中Cl-的质量分数。[已知:溶度积:Ksp(AgCl)=1.7×10-10,Ksp(Ag2CrO4)(砖红色)=1.2×10-12]
①滴定至终点的现象是____________________________________________________。
②制备的晶体中Cl-的质量分数是___________。(请写出计算过程)
【答案】①当最后半滴AgNO3溶液滴下,出现砖红色沉淀,且半分钟内不变色 ②×100%
【解析】滴定至终点的现象是出现砖红色沉淀,且半分钟内不消失;由氯化银沉淀的化学式可知,反应时,银离子与氯离子物质的量之比为1∶1,滴定时消耗硝酸银的物质的量为c mol·L-1×V×10-3 L= cV×10-3 mol,则25 mL溶液中氯离子的物质的量为cV×10-3 mol,25 mL溶液中氯离子的质量为m=cV×10-3 mol×35.5 g·mol-1=35.5cV×10-3 g,则100 mL溶液中氯离子的质量为35.5cV×10-3 g×4,故质量分数为×100%=×100%。
14.(2025·江苏省扬州中学2月)测定NiSO4•7H2O粗品的纯度。
取3.000 g NiSO4•7H2O粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成100.00 mL溶液,取25.00 mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用0.1000 mol·L-1的Na2H2Y标准溶液滴定,平均消耗标准溶液25.00 mL。计算确定粗品中NiSO4•7H2O的纯度_______。(结果保留四位有效数字)。(已知:Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+,写出计算过程)。
【答案】93.67%
【解析】已知:Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+,则n(Ni2+)=n(H2Y2-)=0.1000 mol·L-1×25.00×10-3L=2.5000×10-3 mol,粗品中n(Ni2+)=2.5000×10-3 mol×=1.000×10-2 mol,粗品中NiSO4•7H2O的纯度×100%≈93.67%。
15.(2025·扬州中学1月)从分金渣(主要成分为AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示:
已知:在上述反应的温度下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2S)=6.38×10-50
已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应):
①称取制备的银样品1.0800 g,加适量稀硝酸溶解,定容到100 mL容量瓶中。
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,酸化后滴入几滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定,滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次,所用NH4SCN标准溶液的平均体积为24.00 mL。
计算样品中银的质量分数__________(写出计算过程)。
【答案】96.0%
【解析】已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),则n(Ag)=n(SCN-)=24.00×10-3 L×0.1000 mol·L-1×=9.6×10-3 mol,则样品中银的质量分数为×100%=96.0%。
16.(2024·江苏省南师附中模拟)为了测定高纯超细氧化铝粉中Al2O3的质量分数,可用EDTA标准溶液滴定。
取0.204 0 g氧化铝粉溶于盐酸,加入过量的30.00 mL 0.160 0 mol·L-1 EDTA标准溶液并加热煮沸,充分反应后,再用0.172 0 mol·L-1的Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗Zn2+标准溶液体积为5.00 mL。已知Al3+、Zn2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1。
①加入过量的EDTA标准溶液并加热煮沸的原因是__________________________________________。
②计算Al2O3的质量分数__________(写出计算过程)。
【答案】有利于Al3+充分反应、加快反应速率 98.5%(计算过程见解析)
【解析】①加入过量的EDTA标准溶液并加热煮沸,有利于Al3+充分反应,同时加热也有助于提高反应速率;②已知Al3+、Zn2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1,消耗Zn2+的物质的量为0.172 0 mol·L-1×0.005 L=0.86×10-3 mol,则Zn2+消耗EDTA的物质的量为0.86×10-3 mol,而共加入EDTA 0.160 0 mol·L-1×0.03 L=4.8×10-3 mol,则Al3+消耗的EDTA为(4.8-0.86)×10-3 mol=3.94×10-3 mol,则样品中Al2O3的物质的量为1.97×10-3 mol,其质量为1.97×10-3 mol×102 g·mol-1=0.200 94 g,则Al2O3的质量分数为×100%=98.5%。
17.(2025·江苏省扬州市期末)以粗NiSO4溶液(含Cu2+、Ca2+等杂质)为原料制备NiSO4·6H2O的部分过程如下:
已知:Ni2+、Ca2+能被有机萃取剂(简称HR)萃取,其萃取原理:
Ni2+(水层)+2HR(有机层)NiR2(有机层)+2H+(水层)
Ca2+(水层)+2HR(有机层)CaR2(有机层)+2H+(水层)
取2.00 mL“反萃取”后的水层样品于锥形瓶中,加入30.00 mL 0.03000 mol·L-1 Na2H2Y标准液。充分反应后,滴入2~3滴二甲酚橙指示剂,用0.03000 mol·L-1 ZnSO4标准液滴定过量的Na2H2Y。滴定至终点时,溶液的颜色变化为___________________________________________________。重复上述操作2~3次,平均消耗ZnSO4标准液13.40 mL。
已知:①M2++H2Y2−=[MY]2−+2H+(M=Ni或Zn)
②二甲酚橙在酸性条件下呈现黄色,遇Zn2+显红紫色。
计算样品中Ni2+的物质的量浓度_________________。(写出计算过程)
【答案】①黄色(浅黄色或无色)突变为红紫色,且30秒内不变色 ②0.249 mol·L-1
【解析】①因二甲酚橙在酸性条件下呈现黄色,遇Zn2+显红紫色,滴定至终点时,溶液的颜色变化为黄色(浅黄色或无色)突变为红紫色,且30秒内不变色;②根据M2++H2Y2−=[MY]2−+2H+(M=Ni或Zn),n(Na2H2Y)=n(Zn2+)=0.03000 mol·L-1×13.40×10-3 L=4.02×10-4 moL,n(Ni2+)=0.03000 mol·L-1×30.00×10-3 L=4.02×10-4 moL-4.02×10-4 moL=4.98×10-4 moL,c(Ni2+)===0.249 mol·L-1。
18.(2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期)实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐)中分别回收铜、锌、铅元素的流程如图。
ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。准确称取一定量的ZnSO4·7H2O晶体加入250 mL的锥形瓶中,加水约20 mL。再加入2~3滴5%的二甲酚橙作指示剂、约5 mL六亚甲基四胺缓冲溶液,摇匀。用已标定的0.0160 mol·L-1 EDTA溶液滴定,滴定至溶液由红紫色变成亮黄色,即为终点(ZnSO4·7H2O与EDTA按物质的量之比1∶1反应)。实验数据如表:
m(ZnSO4·7H2O)/g
起始滴定管读数/mL
终点滴定管读数/mL
0.1692
0.20
26.50
ZnSO4·7H2O产品的纯度为____________(保留2位有效数字)。
【答案】71%
【解析】ZnSO4·7H2O与EDTA按物质的量之比1∶1反应,根据表中数据知,消耗EDTA的体积为(26.50-0.20)×10-3 L=2.63×10-2 L,则ZnSO4·7H2O的质量为2.63×10-2 L×0.016 mol·L-1×287 g·mol-1≈0.1208 g,ZnSO4·7H2O的纯度为×100%≈71%。
19.(2025·苏州期中摸底调研2)工业上电解精炼铜的阳极泥是重要的二次资源,从中间产物分金渣(主要成分为:AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示:
已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),实验室可通过如下过程测定所制银样品的纯度(杂质不参与反应):
①称取制备的银样品1.000 g,加适量稀硝酸溶解,定容到100 mL容量瓶中。
②准确称取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,般化后滴入几滴铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定,滴定终点的实验现象为溶液变为(血)红色。
③重复②的操作两次,所用NH4SCN标准溶液的平均体积为22.00 mL。则样品中银的质量分数为___________。(写出计算过程)
【答案】已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),则n(Ag)=n(SCN-)=22.00×10-3 L×0.1000 mol·L-1L×=8.8×10-3 mol,则样品中银的质量分数为×100%=95.04%
【解析】已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),则n(Ag)=n(SCN-)=22.00×10-3 L×0.1000 mol·L-1×=8.8×10-3 mol,则样品中银的质量分数为×100%=95.04%。
20.(2025·江苏省苏州市期中)由红土镍矿(主要成分为Fe2O3、NiO和SiO2,还含有少量MgO等)为原料制取NiSO4•6H2O,同时获得副产品黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。部分流程如下:
测定NiSO4•6H2O产品中镍元素含量。取3.000 g样品,酸溶后配成100 mL溶液,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入几滴紫脲酸胺指示剂,用浓度为0.1000 mol·L-1 Na2H2Y标准液滴定,重复操作2~3次,平均消耗Na2H2Y标准液17.40 mL。已知:ⅰ.Ni2++H2Y2-=[NiY]2-+2H+;ⅱ.紫脲酸胺为紫色试剂,遇Ni2+显橙黄色。
①滴定至终点时溶液的颜色变化为_____________________________________。
②计算样品中镍元素的质量分数___________(写出计算过程)。
【答案】①橙黄色变为紫色 ②根据反应:Ni2++H2Y2-=[NiY]2-+2H+,20.00 mL溶液中Ni2+的物质的量为0.1000 mol·L-1×0.01740 L=0.00174 mol,样品中镍元素的质量分数为×100%=17.11%
【解析】①紫脲酸胺为紫色试剂,遇Ni2+显橙黄色,Ni2+反应完全后,溶液变紫色,滴定至终点时溶液的颜色变化为橙黄色变为紫色;②根据反应:Ni2++H2Y2-=[NiY]2-+2H+,20.00 mL溶液中Ni2+的物质的量为0.1000 mol·L-1×0.01740 L=0.00174 mol,样品中镍元素的质量分数为×100%=17.11%。
1.(2025·江苏省苏锡常镇一模)测定湖盐(盐湖中提取的天然盐)中Na2CO3和NaHCO3含量的实验过程如下:
已知25℃时H2CO3的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=5×10-11。下列说法不正确的是
A.用甲基橙作指示剂滴定时发生的反应为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
B.在滴定过程中的溶液存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
C.在滴定过程中,pH=8的溶液中存在:=200
D.在滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(CO32-)
【答案】B
【解析】A项,用甲基橙作指示剂时,溶液呈酸性,HCO3-与H+反应生成CO2和H2O,离子方程式为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O,正确;B项,根据电荷守恒,在滴定过程中的溶液存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(Cl-),原选项遗漏了c(Cl-),错误;C项,根据H2CO3的二级电离平衡常数Ka2(H2CO3)==5×10-11,当pH=8,即c(H+)=10-8 mol·L-1时,===200,正确;D项,当pH=4.4时,溶液酸性较强,H2CO3的电离受到抑制,主要以H2CO3形式存在,且H2CO3的一级电离程度大于二级电离程度,所以在滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(CO32-),正确。
2.(2024·江苏省盐城中学校考模拟)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 mol·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 mol·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 mol·L-1的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点的溶液中:2c(Na+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+3c(H2CO3)
C.用pH试纸测得c点的pH约为8,可知:Ka2(H2CO3)<
D.a、d两点水的电离程度:a<d
【答案】C
【解析】A项,向碳酸钠溶液中滴加盐酸时先发生反应:CO32-+H+=HCO3-+H2O,然后发生HCO3-+H+=H2CO3+H2O,向碳酸氢钠溶液中滴加盐酸时发生反应:HCO3-+H+=H2CO3+H2O,所以当滴加25 mL盐酸时,碳酸钠溶液中几乎不产生二氧化碳,压强几乎不变,而碳酸氢钠恰好完全反应,压强达到最大,所以X曲线代表NaHCO3溶液的滴定曲线,Y曲线代表Na2CO3溶液的滴定曲线,错误;B项,b点溶液溶质为NaCl,根据元素守恒可知,c(Na+)=c(Cl-),错误;C项,c点溶液溶质主要为NaCl、NaHCO3,pH约为8,溶液显碱性,碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,即Ka2(H2CO3)<Kh(HCO3-)=,正确;D项,d点盐酸和碳酸钠恰好完全反应,溶质为NaCl,还有少量溶解的二氧化碳,而a点溶质为碳酸钠和碳酸氢钠,HCO3-、CO32-的水解都会促进水的电离,所以a点水的电离程度更大,错误。
3.(2024·江苏省南京、盐城一模)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理:在酸性条件下,CaO2与稀酸反应生成H2O2,用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2,以确定CaO2含量。
下列关于滴定分析的说法不正确的是
A.滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
B.当滴入半滴酸性KMnO4溶液后,溶液颜色从无色刚好变为浅红色,且半分钟内不变色,表示已经到达滴定终点
C.滴定前滴定管尖嘴内有气泡,滴定后尖嘴内无气泡,则测定结果偏大
D.读取KMnO4溶液体积时,滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,则测定结果偏大
【答案】A
【解析】A项,滴定时应观察锥形瓶中溶液颜色的变化,错误;B项,标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2,H2O2被KMnO4氧化为O2,KMnO4被还原为无色Mn2+,滴定终点时溶液由无色变为浅红色,正确;C项,在滴定前滴定管尖嘴内有气泡,滴定后尖嘴内无气泡,则滴定消耗标准酸性KMnO4溶液体积偏大,H2O2的质量偏大,因而会导致测定结果偏大,正确;D项,读取KMnO4溶液体积时,滴定前俯视读数,V1偏小,滴定后仰视读数,V2偏大,则消耗标准溶液体积(V2-V1)就会偏大,最终导致测定结果偏大,正确。
4.(2025·江苏省淮安市淮阴中学三模)实验室利用重晶石废料(主要成分为BaSO4、Fe2O3等)制备BaCO3。
Ⅰ.制备粗BaCO3。制备流程如下:
Ⅱ.测定粗BaCO3样品中铁元素的含量。
取5.0000 g的粗BaCO3样品,用20% H2SO4充分溶解,再加入足量溶液充分反应,然后加蒸馏水配制成100 mL溶液。准确量取20.00 mL配制的溶液于锥形瓶中,调节溶液pH=6,用0.0150 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Fe2++H2Y2-=FeY2-+2H+),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液20.00 mL。
(1)测定过程中,加入足量Na2S2O3溶液的目的是_________________________________。
(2)计算粗BaCO3样品中铁元素的质量分数__________(写出计算过程)。
(3)若稀释后滤液用酸性K2Cr2O7滴定,测得的数值明显高于上述方法测定的数值,原因是______________________________________________________________________________________。
【答案】(1)使Fe3+全部转化为Fe2+ (2)1.68% (3)溶液中含有硫代硫酸钠溶液会消耗酸性K2Cr2O7
【解析】重晶石废料(主要成分为BaSO4、Fe2O3等)用饱和碳酸钠溶液处理,BaSO4转化为BaCO3,过滤得到Fe2O3、BaCO3混合固体,用NH4Cl溶液溶解BaCO3,过滤得到滤渣为Fe2O3,滤液中含有Ba2+,滤液中加入(NH4)2CO3溶液反应生成粗BaCO3。
(1)Na2S2O3具有还原性,测定过程中,加入足量Na2S2O3溶液的目的是:使Fe3+全部转化为Fe2+;(2)由Fe2++H2Y2-=FeY2-+2H+可得关系式:Fe2+~EDAT,则n(Fe2+)=n(EDTA)=0.0150 mol·L-1×20.00×10-3 L=3.000×10-4 mol,重晶石中铁元素质量分数为×100%=1.68%。若稀释后滤液用酸性K2Cr2O7滴定,测得的数值明显高于上述方法测定的数值,原因是:溶液中含有硫代硫酸钠溶液会消耗酸性K2Cr2O7。
5.(2025·江苏省南通如皋市2月)用磷铁渣(含FeP、Fe2P及少量杂质)制备FePO4的工艺流程如下:
调铁、磷比的目的是加入H3PO4让溶液中铁、磷两种元素的比例接近1∶1。调铁、磷比前须先测定溶液中的铁、磷浓度,测定过程如下:量取10.00 mL浸取液,加水稀释成100.00 mL。量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,先将Fe3+全部转化为Fe2+,后加入指示剂并滴加0.1000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液,Fe2+恰好完全反应时(Cr2O72-转化为Cr3+)消耗K2Cr2O7标准溶液10.00 mL。另量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入足量的喹钼啉酮试剂,PO43-充分反应后,过滤、干燥得到磷钼酸喹啉沉淀{(C9H7N)3[PO4(MoO3)12],摩尔质量为2 210 g·mol-1}1.326 g。计算浸取液中Fe、P的物质的量之比_________,并写出计算过程。
【答案】10∶1
【解析】调整铁、磷比前须先测定溶液中的铁、磷浓度,测定过程如下:量取10.00 mL浸取液,加水稀释成100.00 mL;量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,先将Fe3+全部转化为Fe2+,后加入指示剂并滴加0.1000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液,Fe2+恰好完全反应时(Cr2O72-转化为Cr3+)消耗K2Cr2O7标准溶液10.00 mL,n(Cr2O72-)=0.1000 mol·L-1×0.01 L=0.001 mol,由反应方程式:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,n(Fe3+)=0.006 mol;另量取25.00 mL稀释液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入足量的喹钼啉酮试剂,PO43-充分反应后,过滤、干燥得到磷钼酸喹啉沉淀{(C9H7N)3[PO4(MoO3)12],摩尔质量为2210 g·mol-1}1.326 g,n{(C9H7N)3[PO4(MoO3)12]}==0.0006 mol,由关系式:PO43-~(C9H7N)3[PO4(MoO3)12],n(PO43-)=0.0006 mol,由于都是取的25 mL体积,两份实验的离子组成完全相同,则浸取液中Fe、P的物质的量之比为:===;故答案为:10∶1。
6.(2025·山东省淄博市期中)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2—HgCl2—K2Cr2O7,滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。
②SnCl2溶液:称取6 g SnCl2•2H2O溶于20 mL浓盐酸,加水至100 mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl2,可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+;Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_______(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因:___________________________。
(3)步骤I中“微热”的原因是________________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL,则a g试样中Fe的质量分数为____________(用含a、c、V的代数式表示)。
(6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7,滴定法的优点是____________________
____________________________________________。
②为探究KMnO4溶液滴定时,Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 试剂X
紫红色不褪去
实验I
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 0.1 mol·L-1 硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液+0.5 mL 6 mol·L-1 硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为_______;根据该实验可得出的结论是_________________________________________
_________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)容量瓶、量筒 (2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O,加入Sn,发生反应Sn4++Sn=2Sn2+,可防止Sn2+氧化 (3)提高试样与浓盐酸反应速率,同时可以减少浓盐酸的挥发和氯化铁的升华 (4)偏小 (5)% Sn2+ (6)①更安全,对环境更友好 ②H2O 酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值
【解析】浓盐酸与试样反应,使得试样中Fe元素以离子形式存在,滴加稍过量的SnCl2使Fe3+还原为Fe2+,冷却后滴加HgCl2,将多余的Sn2+氧化为Sn4+,加入硫酸和磷酸混合液后,滴加指示剂,用K2Cr2O7进行滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,化学方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒,滴定需要用到酸式滴定管,但给出的为碱式滴定管,因此给出仪器中,本实验必须用到容量瓶、量筒;(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O,加入Sn,发生反应Sn4++Sn=2Sn2+,可防止Sn2+氧化;(4)步骤I中“微热”是为了提高试样与浓盐酸反应速率,同时微热可以减少浓盐酸的挥发和氯化铁的升华;(5)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小;(5)根据方程式6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得:n(Fe2+)=6×n(Cr2O72-)=6×10-3 cV mol,a g试样中Fe元素的质量为6×10-3 cV mol×56 g·mol-1=0.336 cV g,质量分数为×100%=%;(6)①SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:Hg2++Sn2+=Sn4++Hg,生成的Hg有剧毒,因此SnCl2-TiCl3-KMnO4相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7的优点是:更安全,对环境更友好;②2 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液溶液+0.5 mL试剂X,为空白试验,因此X为H2O;由表格可知,酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值。
7.【结合有机物物应用应用 考查滴定过程的有关问题】
(2025·四川卷)双水杨醛缩乙二胺(H2L,Mr=268)的锰配合物(MnLClx)常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备了该配合物并确定其组成。
Ⅰ.MnLClx配合物的制备
制备原理:
实验步骤:
实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置)。将反应物用乙醇溶解,空气中,65~70℃反应30分钟。反应结束后,经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,获得产物。
Ⅱ.MnLClx配合物中x的测定
①移取20.00 mL 3.5 mg·mL-1的MnLClx溶液置于锥形瓶中,加入10.00 mL 0.03000 mol·L-1的维生素C(C6H8O6)溶液充分混合,放置3~4分钟。
②往上述锥形瓶中加入5滴的淀粉溶液,立即用0.01000 mol·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。
上述测定过程所涉及的反应如下:
2MnLClx+xC6H8O6=2MnL+xC6H6O6+2xHCl I2+C6H8O6=C6H6O6+2HI
回答下列问题:
(1)制备过程中,仪器A的名称是_______,最适宜的加热方式为_______(填标号)。
A.酒精灯 B.水浴 C.油浴
(2)制备过程中,空气的作用是____________________________。
(3)步骤①中,“10.00 mL维生素C溶液”应用_______(填标号)量取。
a.烧杯 b.量筒 c.移液管
(4)步骤①中,加入维生素C溶液后,“放置3~4分钟”,时间不宜过长的原因是_____________
________________________________________。
(5)步骤②中,I2标准溶液应置于___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;滴定接近终点时,加入半滴I2标准溶液的操作过程是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________________________。
(6)若滴定时过量,将引起测定结果__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(7)根据实验数据,MnLClx中x=_____(保留整数)。
【答案】(1)球形冷凝管 B (2)将Mn2+氧化 (3)c (4)防止时间过长维生素C被氧化,影响后续测定结果 (5)酸式 微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液悬在滴定管口,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再以洗瓶用少量蒸馏水冲洗锥形瓶壁将I2的标准溶液冲入 (6)偏小 (7)1
【解析】在本题中,第一步制备MnLClx时,将反应物溶于乙醇,根据图中仪器可以看出,实验过程中使用了球形冷凝管,因为制备过程中在65~70℃反应30分钟,根据反应温度可以知道,65~70℃的反应温度应该采取水浴加热的方式进行加热;从反应方程式可以看出,锰元素的价态从Mn(CH3COOH)2•4H2O中的+2价到MnLClx有明显的升高(根据H2L推断L为-2价,MnLClx则要高于原本的+2价),可知空气的作用是将Mn2+氧化;在测定过程中,量取10.00 mL维生素C溶液,因为体积精确到小数点后两位,所以应该使用移液管量取;因为维生素C具有较强的还原性,放置时间过长会被氧化,所以放置3~4分钟,避免影响后续的测定结果;测定时,I2的标准溶液具有一定的氧化性,所以应该置于酸式滴定管,需要注意的是,最后接近滴定终点时,要半滴滴定,加入半滴的操作应该是微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液悬在滴定管口,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再以洗瓶用少量蒸馏水冲洗锥形瓶壁将I2的标准溶液冲入;因为c标×V标=c测×V测,滴定过量时,消耗的标准溶液体积偏大,计算得出的与I2的标准溶液反应的维生素C(C6H8O6)也会变多,导致计算出的与维生素C反应的MnLClx变少,最终测定的结果就会偏小。
(1)根据图中仪器可以看出,实验过程中使用了球形冷凝管,所以A的名称是球形冷凝管;在65~70℃中反应最适宜的加热方式为水浴加热,选B;(2)从Mn(CH3COOH)2•4H2O到MnLClx中锰元素的价态升高,所以空气的作用是将Mn2+氧化;(3)量取10.00 mL维生素C溶液,因为体积精确到小数点后两位,所以应该使用移液管量取,选c;(4)维生素C具有较强的还原性,放置时间过长会被氧化,所以放置3~4分钟,避免影响后续的测定结果;(5)I2的标准溶液具有一定的氧化性,所以应该置于酸式滴定管;需要注意的是,最后接近滴定终点时,要半滴滴定避免滴定过量导致结果有误差,加入半滴的操作应该是微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液悬在滴定管口,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再以洗瓶用少量蒸馏水冲洗锥形瓶壁将I2的标准溶液冲入;(6)因为c标×V标=c测×V测,滴定过量时,消耗的标准溶液体积偏大,因为维生素C的总量是一定的,就会导致计算得出的与I2的标准溶液反应的维生素C(C6H8O6)变多,从而与维生素C反应的MnLClx变少,最终测定的结果就会偏小;(7)根据双水杨醛缩乙二胺(H2L,Mr=268)和相对原子质量可以计算得出M(MnLClx)=55+(268-2)+35.5x=3221+35.5x,移取的MnLClx质量为20.00 mL×3.5 mg·mL-1=70 mg,维生素C的物质的量为0.01 L×0.0300 mol·L-1=0.0003 mol=0.3 mmol,I2消耗的维生素C的物质的量为0.01 mol·L-1×0.0202 L=0.000202 mol=0.202 mmol,所以与MnLClx反应的维生素C的物质的量为0.3 mmol-0.202 mmol=0.098 mmol,根据反应的化学计量关系(2 mol MnLClx与x mol维生素C反应)进行计算:=,保留整数解得x≈1。
8.(2025·江苏省南京市中华中学一模)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在40~50℃熔化,48℃分解。
某消毒液(pH约为5)中含有ClO2和Cl2两种主要成分。请补充完整用Na2S2O3标准溶液测定该消毒液中ClO2含量的实验方案:量取5.00 mL消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00 mL,___________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,重复实验2~3次,取实验平均值计算ClO2含量。
已知:①pH>2时ClO2发生反应:2ClO2+2KI=2KClO2+I2;
②pH≤2时KClO2发生反应:KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O;
③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。
(须使用的试剂:0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液、淀粉溶液、KI溶液、稀硫酸)
【答案】向其中加入过量KI溶液,充分振荡,以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,加入稀硫酸调节溶液pH=2,再以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,记录第二次滴定消耗Na2S2O3溶液的体积
【解析】消毒液pH约为5,其中含有ClO2和Cl2两种主要成分,已知,pH>2时ClO2发生反应:2ClO2+2KI=2KClO2+I2,Cl2也会氧化碘离子生成碘单质:Cl2+2KI=I2+2KCl,则向其中加入过量KI溶液,碘离子被氧化生成碘单质,生成碘单质使用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点转化为碘离子;已知pH≤2,时KClO2发生反应:KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O,则可以加入稀硫酸调节溶液pH=2,ClO2生成的KClO2氧化碘离子生成碘单质,再使用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,记录第二次滴定消耗Na2S2O3溶液的体积,通过计算KClO2的量来测定ClO2的含量;故方案为:量取5.00 mL消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00 mL,向其中加入过量KI溶液,充分振荡,以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,加入稀硫酸调节溶液pH=2,再以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,记录第二次滴定消耗Na2S2O3溶液的体积,重复实验2~3次,取实验平均值计算ClO2含量。
9.(2025·北京卷)化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“MnO2+2Br-+4H+Mn2++Br2+2H2O”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
(1)理论分析
①Br2易挥发,需控制生成c(Br2)较小。
②根据25℃时K=6.3×104分析,控制合适pH,可使生成c(Br2)较小;用浓度较大的KBr溶液与过量MnO2反应,反应前后c(Br-)几乎不变;c(Mn2+)=c(Br2),仅需测定平衡时溶液pH和c(Br2)。
③Br2与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度HBr挥发性很小,可忽略。
(2)实验探究
序号
实验内容及现象
I
25℃,将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈1)与过量MnO2混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
25℃,将0.200 mol·L-1 KBr溶液(pH≈2)与过量MnO2混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的pH;取一定量反应后溶液,加入过量KI固体,用Na2S2O3标准溶液滴定,测定c(Br2)。
已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是_____________________________________
_______________________。用离子方程式表示KI的作用:_____________________________________。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于25℃的K值,是因为Br2挥发导致计算时所用_______________的浓度小于其在溶液中实际浓度。 S2-
③Ⅱ中,按计算所得值也小于25℃的K值,可能原因是_________________________
_________________________________________________________________________________________。
(3)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为40℃,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与___________________值比较。
②综合调控pH和温度的目的是____________________________________________________________
______________________________________________________。
【答案】(2)①滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复 Br2+2I-=2Br-+I2 ②增大 Mn2+ ③实验Ⅱ的c(H+)浓度低于实验Ⅰ,反应相同时间下,实验Ⅱ未达到平衡状态,导致溶液中c(Mn2+)、c(Br2)偏低,计算的K值偏小 (3)①40℃下的理论K ②使反应更快的达到平衡状态,使Br2处于溶解平衡且挥发最少的状态,从而准确测定K值。
【解析】平衡常数表达式:K==6.3×104,控制pH可调节c(Br2)大小。使用过量MnO2和浓KBr溶液,确保c(Br-)几乎不变。因c(Mn2+)=c(Br2),只需测定平衡时的pH和c(Br2)即可计算K。干扰忽略:Br2与水反应、HBr挥发对实验影响可忽略。
(2)①淀粉遇I2显蓝色,I2被Na2S2O3消耗后蓝色消失,故滴定终点现象:滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复;KI的作用:将Br2转化为I2,便于滴定测定Br2浓度。离子方程式:Br2+2I-=2Br-+I2;②该反应消耗H+生成水,pH增大;因为Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,根据题目信息可知,c(Mn2+)=c(Br2),则计算时所用Mn2+的浓度小于其在溶液中实际浓度;③实验Ⅱ液面上方未观察到黄色气体,说明不是由于Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,题目已知信息③也说明了Br2与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度HBr挥发性很小,可忽略,对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,实验Ⅱ的pH更大,且反应后溶液为淡黄色,则可能原因是,实验Ⅱ的c(H+)浓度低于实验Ⅰ,反应相同时间下,实验Ⅱ未达到平衡状态,导致溶液中c(Mn2+)、c(Br2)偏低,计算的K值偏小;(3)①平衡常数准确性验证:应与40℃下的理论K值比较,因为K值只与温度有关,(题目给出25℃的K,需查阅40℃的文献值);②实验Ⅰ和实验Ⅱ反应时间相同,实验Ⅰ由于c(H+)过大,反应速率过快,Br2挥发导致计算的K值小,实验Ⅱ由于c(H+)过小,反应速率过慢,未达平衡状态,导致计算的K值小,故综合调控pH和温度的目的是使反应更快的达到平衡状态,使Br2处于溶解平衡且挥发最少的状态,从而准确测定K值。
10.(2025·重庆市五区一诊)(NH4)2Ce(NO3)6(硝酸铈铵)为橙红色结晶性粉末,易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸,可用作分析试剂。某小组在实验室模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。
(1)由NH4HCO3溶液与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3,装置如图1所示:
①装置C中盛放浓氨水的实验仪器名称为________________。
②实验时,“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为______________________。
③向NH4HCO3溶液中逐滴加入CeCl3溶液,可得Ce2(CO3)3固体,反应的离子方程式为_____________________________________________。
④该实验装置存在的一处缺陷为____________________________________。
(2)由Ce2(CO3)3制(NH4)2Ce(NO3)6,流程如图2所示:
①“氧化沉淀”时,加热的温度不宜过高,原因是____________________________________。
②洗涤产品的试剂是____________。
(3)测定产品纯度
①准确称取a g硝酸铈铵样品,加水溶解,配成100 mL溶液。量取20.00 mL溶液,移入250 mL锥形瓶中,加入适量硫酸和磷酸,再加入2滴邻二氮菲指示剂,用c mol·L-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程中Ce4+被Fe2+还原为Ce3+,无其它反应),消耗标准溶液V mL。若(NH4)2Ce(NO3)6的摩尔质量为M g·mol-1,则产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为____________(写最简表达式)。
②下列操作可能会使测定结果偏高的是________(填标号)。
A.配成100 mL溶液,定容时俯视容量瓶刻度线
B.滴定管水洗后未用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液润洗
C.滴定过程中向锥形瓶中加少量蒸馏水冲洗内壁
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1)①恒压分液漏斗 ②c→a→b ③2Ce3++6HCO3-=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O ④没有尾气处理装置 (2)①双氧水、氨水均易受热分解 ②浓硝酸 (3)①%或% ②ABD
【解析】I.装置A中石灰石和盐酸反应生成二氧化碳,装置C中浓氨水和氧化钙反应生成氨气,制备NH4HCO3时,先通氨气再通二氧化碳,NH4HCO3溶液与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3;Ⅱ.制备硝酸铈铵的工艺流程中,碳酸铈溶于硝酸变为Ce3+,在过氧化氢氧化和氨水作用下转化为Ce(OH)4,加入硝酸浆化,然后加入硝酸铵反应,通过过滤、洗涤、烘干转化为目标产品。
(1)①装置C中盛放浓氨水的实验仪器名称为恒压分液漏斗;②氨气溶解度大,所以先通氨气,再通二氧化碳,最后当装置中空气排尽后滴加CeCl3,所以顺序为c→a→b;③向NH4HCO3溶液中逐滴加入CeCl3溶液,可得Ce2(CO3)3固体,反应,的离子方程式为2Ce3++6HCO3-=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O;④该实验装置存在的一处缺陷为没有尾气处理装置;(2)①“氧化沉淀”时,加热的温度不宜过高,原因是双氧水、氨水分解温度都很低,均易受热分解;②硝酸铈铵易溶于水和乙醇,难溶于浓硝酸,洗涤产品的试剂是浓硝酸;(3)①滴定过程中Ce4+被还原为Ce3+,发生反应Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,故该样品中硝酸铈铵的质量分数×100%=%或%;②A项,配成100 mL溶液,定容时俯视容量瓶刻度线,导致加水量减少,测定结果偏高,正确;B项,滴定管水洗后未用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液润洗,导致标准液用量高,测定结果偏高,正确;C项,滴定过程中向锥形瓶中加少量蒸馏水冲洗内壁,不影响,错误;D项,滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,导致标准液读数偏高,测定结果偏高,正确;故选ABD。
1.(2025·浙江1月卷)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,须加入过量浓H2SO4,以确保N元素完全转化为NH
B.步骤Ⅱ,浓NaOH溶液过量,有利于氨的蒸出
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3,以甲基红(变色的pH范围:4.4~6.2)为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,经计算可得N元素的含量
D.尿素[CO(NH2)2]样品、NaNO3样品的N元素含量均可按上述步骤测定
【答案】D
【解析】蛋白质中的N元素以氨基或酰胺基形式存在,在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下发生反应生成NH,再加入浓NaOH溶液让NH转化为NH3蒸出,NH3用一定量的盐酸吸收,多余的盐酸用标准NaOH溶液通过滴定测定出来,从而计算出N的含量。
A项,步骤Ⅰ,加入过量浓H2SO4,使蛋白质中的氨基和酰胺基全部转化为NH,确保N元素完全转化为NH,正确;B项,根据NH+OH-NH3·H2ONH3+H2O,NaOH过量,增大OH-浓度有利于氨的蒸出,正确;C项,步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3后,过量的HCl用标准NaOH溶液滴定,反应后溶液中有NaCl和NH4Cl,终点显酸性,用在酸性范围内变色的甲基红为指示剂,正确;D项,NaNO3中的N元素在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下不会转化为NH,不能按上述步骤测定,错误。
2.(2023·山东卷)下列做法正确的是
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达到滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
【答案】C
【解析】A项,进行容量瓶检漏时,先倒置一次,然后将玻璃塞旋转180°,再倒置一次,错误;B项,滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不变回原色,即可判定达到滴定终点,错误;读数时,将滴定管从滴定管架上取下,应单手捏住滴定管上端并保持其自然垂直,C项正确,D项错误。
3.(2022·江苏卷节选)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0.020 00 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】从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液,加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸,用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液来滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由紫红色变为亮黄色,且半分钟内不变色,即达到滴定终点,重复上述操作2~3次,记录标准液的体积
【解析】应该用标准液滴定待测Ce4+溶液,用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂,则步骤③为从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液,加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸,用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液来滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由紫红色变为亮黄色,且半分钟内不变色,即达到滴定终点,重复上述操作2~3次,记录标准液的体积。
4.(2023·湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:
(1)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为_________________________________________________;产生的气体为______。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是_________________________。
(2)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,m g X完全分解为n g黑色氧化物Y,=。X的化学式为________________。
(3)取含X粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2S2O=2I-+S4O)标志滴定终点的现象是__________________
_________________________________________,粗品中X的相对含量为________。
【答案】(1)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O O2 H+增强H2O2的氧化能力 (2)CuO2 (3)溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原来的颜色 96%
【解析】(1)根据实验现象,铜片溶解,溶液变蓝,可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应生成硫酸铜,离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;铜离子可以催化过氧化氢分解生成氧气,则产生的气体为O2;(2)X为铜的氧化物,设X的化学式为CuOx,其在惰性氛围下分解生成黑色氧化物(CuO),则:
CuOxCuO+O2↑
64+16x 80
m n
则=,又=,解得x=2,则X的化学式为CuO2;(3)滴定结束时,单质碘消耗完,则标志滴定终点的现象是溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原来的颜色;在CuO2中铜为+2价,氧为-1价,根据2CuO2+8I-+8H+=2CuI+3I2+4H2O,I2+2S2O=2I-+S4O,可以得到关系式:2CuO2~3I2~6S2O,则n(CuO2)=×0.100 0 mol·L-1×0.015 L=0.000 5 mol,粗品中X的相对含量为×100%=96%。
5.(2024·浙江6月选考)实验小组对制得的AlI3粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中I-含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
难溶电解质
AgI(黄色)
AgSCN(白色)
Ag2CrO4(红色)
溶度积常数Ksp
8.5×10-17
1.0×10-12
1.1×10-12
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤____________________。
称取产品1.020 0 g,用少量稀酸A溶解后转移至250 mL容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_____→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→_____→_____→加入稀酸B→用1.000×10-2 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定→_____→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是________________________________________________。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL,则产品纯度为____________。[M(AlI3)=408 g·mol-1]
【答案】①a e d f ②抑制Fe3+水解,保证滴定终点的准确判断 ③99.20%
【解析】①润洗时,滴定管尖嘴部分也需要润洗;先加25.00 mL待测溶液,后加25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液,两者充分反应后,剩余的Ag+浓度较小,然后滴加硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,到达滴定终点时,Fe3+可以与过量的SCN-反应生成红色的配合物,故滴定至溶液呈浅红色。Ag2CrO4的溶度积常数与AgSCN非常接近,因此,K2CrO4溶液不能用作指示剂。综上所述,需要补全的操作步骤依次是a、e、d、f;②加入稀酸B的作用是抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断;③由滴定步骤可知,25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I-、1.000×10-2 mol·L-1 NH4SCN标准溶液中的SCN-发生反应生成AgI和AgSCN;由Ag+守恒可知,n(AgI)+n(AgSCN)=n(AgNO3),则n(AgI)=n(AgNO3)-n(AgSCN);三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL,则n(AgI)=25.00×10-3 L×4.000×10-2 mol·L-1-25.60×10-3 L×1.000×10-2 mol·L-1=7.440×10-4 mol,由I守恒可知n(AlI3)=n(AgI)=2.480×10-4 mol,因此,产品纯度为×100%=99.20%。
6.(2025·陕西、山西、宁夏、青海卷)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1,糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56℃,与水互溶。
CaCl2•6H2O+2NaSac•2H2O=[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
I.称取1.0 g CaCl2•6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g (稍过量)糖精钠(NaSac•2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)I和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有__________、_________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于___________中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为_______。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子己经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,____________________
_____________________________________________________________________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有_______。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为_____________________(用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管 b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗 d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O中x的测定值为_______________(用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)玻璃棒 量筒(或胶头滴管等,合理即可) (2)冰水浴 (3)B (4)加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,无白色沉淀生成,说明Cl-已洗净 (5)ABC (6)cabd (7)-27.5(或:) 偏高
【解析】按照反应CaCl2•6H2O+2NaSac•2H2O=[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O+(6-x)H2O+2NaCl制备糖精钴,然后在冰水浴中结晶,再按照“冷的1% NaSac溶液、冷水、丙酮”顺序进行洗涤,得到糖精钴晶体,最后将糖精钴晶体溶解后用EDTA标准溶液滴定测定含有结晶水的数量。
(1)步骤I、Ⅱ中需要使用量筒、胶头滴管量取蒸馏水,并用玻璃棒搅拌以加快固体溶解速率;(2)因为糖精钴在冷水中溶解度较小,所以为了尽快让大量晶体析出,应降低溶液温度,可将烧杯置于冰水浴中;(3)先用冷的1% NaSac溶液洗涤,可降低糖精钴溶解度,减少晶体损失,还能将晶体表面吸附的Co2+转化为晶体析出,且不引人新的杂质,再用冷水洗涤,可降低晶体溶解度并洗去溶液中存在的可溶性离子,丙酮可以与水互溶且沸点比关键水的低,故最后用丙酮洗涤以除去残留的水且能使晶体快速干燥,故答案为B;(4)Ⅳ中为了确认氯离子己经洗净的步骤为:取水洗时的最后一次滤液于试管中,加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,无白色沉淀生成,说明Cl-已洗净;(5)进行化学实验需要佩戴护目镜,以保护眼睛,同时化学实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手,该实验涉及加热操作,因此需要防止热烫,要选择合适的工具进行操作,避免直接触碰,故A、B、C符合题意;该实验中未涉及锐器的操作,D不符合题意,故答案为ABC;(6)使用滴定管前首先要检漏,确定不漏液之后用蒸馏水清洗(c),再用待装的标准溶液进行润洗(a),待润洗完成后 装入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处(b),放液赶出气泡后调节液面至“0”刻度或“0”刻度下,准确记录标准溶液体积的初始读数(d),故答案为cabd;(7)滴定消耗的n(EDTA)= mol,EDTA与Co2+形成1∶1配合物,则样品溶解后的n(Co2+)= mol,即样品中的n{[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O}= mol,而M{[Co(Sac)2(H2O)4]•xH2O}=(495+18x) g·mol-1,所以 mol×(495+18x) g·mol-1=m g,解得x=-=-27.5(或=);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,测得消耗EDTA溶液体积偏小,即V偏小,根据x=-27.5,则x偏高。
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