内容正文:
第21讲 酸碱中和滴定
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 酸碱中和滴定
知识点1 酸碱中和滴定仪器
知识点2 酸碱中和滴定原理与操作
知识点3 滴定终点判断
知识点4 中和滴定误差判断
考向1 考查酸碱中和滴定操作
考向2 考查滴定终点判断与误差分析
考点二 中和滴定原理的迁移——三类滴定
知识点1 氧化还原滴定
知识点2 沉淀滴定
知识点3 配合滴定
考向1考查氧化还原滴定
考向2 考查沉淀滴定与配合滴定
04真题溯源·考向感知
考情分析
1.命题规律:
(1)在选择题中考查:滴定管的选择与使用,滴定终点现象,滴定误差的分析。
(2)在非选择题中考查:滴定终点的判断,滴定操作中所缺少的实验步骤,根据方程式、关系式或用电子守恒法进行有关计算。
2.复习策略:
可通过一典型的酸碱中和滴定题的分析,引导学生理解酸碱中和的滴定原理,滴定中仪器的选择与使用、指示剂选用及滴定终点判断方法,注意滴定现象、操作、滴定终点判断的规范表达,学会分析滴定过程中的误差判断。在此基础上再通过典型的三类滴定试题的分析,使学生理解氧化还原滴定、沉淀滴定及配合滴定原理。复习中重点指导学生能根据有关滴定原理进行有关计算,特别是氧化还原滴定的计算。
复习目标
1.知道滴定管的构造、用途以及使用方法。
2.理解酸碱中和滴定原理,指示剂的选择原则并能判断滴定的终点。
3.能将中和滴定迁移到其他滴定,选择滴定所需指示剂及滴定终点的判断。
4.知道滴定的操作和数据的处理,能判断滴定过程中所产生的实验误差。
5.能依据有关反应原理进行滴定的计算。
考点一 酸碱中和滴定
知识点1 酸碱中和滴定仪器
仪器——滴定管
构造
用途
酸式滴定管(A)
内径均匀、带有刻度的细长玻璃
下部为玻璃活塞
盛放______性溶液
和______性溶液
碱式滴定管(B)
下部为乳胶管和玻璃球
盛放______性溶液
温馨提醒
①刻度:上边的小(有“0”刻度线),下边的大(尖嘴部分___刻度);②精确度:是百分之一。即可精确到0.01mL!③标志:有温度;④读数:视线、刻度、液面的凹面最低点在同一水平线上;⑤洗涤:先用蒸馏水洗,再用_________润洗;⑥排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡
其他仪器
锥形瓶:作反应器(______用待盛液润洗) 铁架台、滴定管夹(固定夹持用)
得分速记
①量筒与滴定管对比
量筒
滴定管
构造
0刻度在下(无0刻度线)
5 mL量筒精确度为_____ mL(粗量器)
0刻度在上,精确度为0.01(精量器)
酸式:玻璃活塞、碱式:橡胶(玻璃球)
用途
粗略量取液体;测量气体体积
准确量取液体的体积
温馨提醒
①量取液体时,壁上残留液______洗涤
②不能加热或量取______液体
③不能做反应容器用,不用来稀释溶液
①______滴定管不能量取强氧化性溶液和酸液
②对50 mL的滴定管,若准确量取流出溶液的体积为a mL,则原管内溶液体积_____a mL
②图解量器的读数方法
平视读数(图1)
实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体;读取液体体积时,视线应与凹液面_________保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即凹液面定视线,视线定读数)
俯视读数(图2)
俯视:当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数______
仰视读数(图3)
读数时,由于视线向上倾斜,寻找切点的位置在液面的下侧,因滴定管刻度标法与量筒不同,这样仰视读数_______
关于俯视和仰视的误差,要结合具体仪器进行分析——因为量筒刻度从下到上逐渐增大;而滴定管刻度从下到上逐渐减小,并且滴定管中液体的体积是两次体积读数之差,在分析时还要看滴定前读数是否正确,然后才能判断实际量取的液体体积是偏大还是偏小。
知识点2 酸碱中和滴定原理与操作
原理
c(酸)V(酸)=kc(碱)V(碱)
关键
①准确测定溶液的体积:定量仪器——_________、移液管
②滴定终点的判断:使用指示剂(有的不需要)
③指示剂用量:1~2滴、变色:浅至深、时间:_________内不褪色(不是立即褪色)
操作
准备
滴定
排气泡
手、眼
读数
数据处理
滴定
次数
待测液的体积
标准液的体积
滴定前读数
滴定后读数
体积/mL
滴定前读数
滴定后读数
体积/mL
第一次
第二次
每个样品作________次实验,取平均值求出结果。如某次测定数据误差较大,应舍去!
得分速记
❶指示剂的选择
基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致
酸碱指示剂变色范围
_____
不能用作指示剂
酸碱滴定
指示剂选择
滴定终点为碱性时,用______作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸
滴定终点为酸性时,用_________作指示剂,例如用盐酸滴定氨水
特别提醒
并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色褪去时即为滴定终点
❷酸碱中和滴定曲线
①强酸与强碱滴定过程中pH曲线
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例
②强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同
强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
知识点3 滴定终点判断
1.滴定终点的答题模板
滴定终点的判断
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或不变色
说明: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或不变色”
滴定终点的现象判断
由××色变××色
2.滴定终点颜色变化
指示剂
酚酞
甲基橙
强酸滴定强碱
______色变为___色
___色变为___色
强碱滴定强酸
___色变为______色
___色变为___色
得分速记
①石蕊不用作指示剂。
②终点颜色变化后要强调“________内不褪色或不变色”
③Na2CO3与H+反应,选用的指示剂不同,发生的反应也不同:
Na2CO3NaHCO3、Na2CO3CO2。
知识点4 中和滴定误差判断
1.分析依据
cB=
不变量——VB(待测液的体积)、cA(标准溶液的浓度),可变量——VA(标准溶液的体积)
2.误差引起点
任何不当的操作:若使VA偏大⇒cB______;若使VA偏小⇒cB______。
3.具体分析
以标准盐酸滴定NaOH溶液为例,根据中和滴定原理,分析所产生的误差:
操作不当
具 体 内 容
误差
判断方法
仪器洗涤
1
酸式滴定管未用HCl润洗
______
c(OH—)=
想一想:以上三个量中,什么是——记录量(不变量)、滴定量(可变量)
关键:看滴定量有无改变!
2
碱式滴定管未用NaOH润洗
______
3
锥形瓶用NaOH润洗
______
4
锥形瓶用蒸馏水洗后未干燥
______
气泡处理
5
滴定前有气泡滴定后无气泡
______
6
滴定前无气泡滴定有无气泡
______
滴定过程
7
HCl漏滴出锥形瓶外
______
8
振荡时瓶内溶液溅出
______
读数方法
9
滴定前仰视,滴定后平视
______
10
滴定前平视,滴定后仰视
______
11
滴定前俯视,滴定后仰视
______
12
滴定前仰视,滴定后俯视
______
其他
13
滴HCl终点时尖咀悬一滴溶液
______
14
指示剂变色即停止滴定
______
15
滴定结束立即读数
______
16
锥形瓶中待测液加水稀释
________
17
一滴标准液附在锥形瓶壁上未流下
______
考向1 考查酸碱中和滴定操作
(2025·江苏省宿迁市考前指导卷)实验室称量一定质量的Na2CO3固体,并用于测定盐酸的浓度。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.称量 B.溶解 C.加指示剂 D.滴定
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省无锡市高三检测)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净,必须干燥后才能加入一定体积未知浓度的NaOH溶液
C.滴定时没有排出滴定管中的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体凹液面保持水平
【变式训练2】
(2024·江苏省无锡市期中)实验室用标准盐酸测定NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作可能使测定结果偏低的是
A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.向锥形瓶中加NaOH溶液,滴定管读数时,开始时是俯视,滴定后平视
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
考向2 考查滴定终点判断与误差分析
(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
【变式训练1·变载体】
(2024·江苏省苏州市模拟)用一定浓度的NaOH标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶液。下列情况会使测定的醋酸溶液物质的量浓度偏低的是
A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入NaOH标准溶液
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接装入未知浓度的醋酸溶液
C.滴定到终点读数时,俯视刻度线(滴定前平视)
D.碱式滴定管尖端滴定前有气泡,滴定后气泡消失
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省苏州市质检)25 ℃时,某小组同学分别用如下方法测定CH3COOH的电离常数(Ka)。
[方法一]用c1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定a mL醋酸溶液的浓度。
(1)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入_______(填“甲”或“乙”)中。
(2)某学生的操作步骤如下:
A.移取a mL待测CH3COOH溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞
B.用标准溶液润洗滴定管2~3次
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴部分充满溶液
D.取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2~3 mL
E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,,用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
正确的操作步骤顺序是______________________(填字母)。
(3)当锥形瓶内溶液颜色变为粉红色,且半分钟内不褪色时,,消耗V1 mL NaOH溶液。锥形瓶中发生的离子反应方程式为__________________________________;该稀CH3COOH溶液的浓度c=______mol·L-1(用含a、c1、V1的代数式表示)。
(4)数据处理:另取一份该稀CH3COOH溶液于烧杯中,用pH计测得其pH为x。醋酸的电离平衡常数Ka==。代入相关数据,即可得。
误差分析:若锥形瓶提前用该稀CH3COOH溶液进行了润洗,会使计算出的Ka_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[方法二] 实验原理:由CH3COOH的电离平衡常数表达式可知:当c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,Ka=c(H+)。
实验步骤:①取25 mL某CH3COOH溶液,用NaOH溶液滴定至终点。
②继续向①中加入25 mL该CH3COOH溶液。
③用pH计测定②中混合溶液的pH为y。
(5)步骤②的目的是________________________________________。
(6)数据处理:Ka=_______(用含y的代数式表示)。
考点二 中和滴定原理的迁移——三类滴定
知识点1 氧化还原滴定
1.概述
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
试剂
常见用于滴定的氧化剂:KMnO4、K2Cr2O7、I2等
常见用于滴定的还原剂:亚铁盐、草酸、维生素C等
指示剂
氧化还原指示剂
专用指示剂,如____________可用作碘量法的指示剂
自身指示剂,如KMnO4溶液可自身指示滴定终点
2.滴定终点判断
有关反应
方程式
指示剂
滴定终点颜色变化
酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液
2MnO4-+5C2O42—+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
______(需或不需)另加指示剂
___色恰好变为______色
Na2C2O4溶液滴定酸性KMnO4溶液溶液
______色恰好变为___色
Na2S2O3溶液滴定碘水
I2+2S2O32-
=2I-+S4O62-
______溶液
___色恰好变为___色
碘水滴定Na2S2O3溶液
___色恰好变为___色
KI滴定FeCl3溶液
2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
______溶液
___色褪去
得分速记
❶氧化还原反应滴定计算注意事项
(1)通过原子守恒或得失电子守恒快速建立待测物和滴定试剂之间的定量关系。
(2)在代入数据计算时要留意所取待测物和滴定试剂物理量的不同,不同物理量之间的计算要留意单位之间的换算,如mL与L,g、kg与mg等。
(3)结果表达要关注待测物给定的量与滴定时实际取用的量是否一致,如给定待测物是1 L或500 mL,滴定时取用了其中的100 mL或25 mL,后续数据的处理和最终结果的表达要与给定的量保持一致。
❷碘量法
直接
碘量法
概念
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,I2被还原为I-
指示剂
淀粉:淀粉遇碘显蓝色,反应极为灵敏。化学计量点稍后,溶液中有过量的碘,碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点,化学计量点后,溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点
适用对象
I2是较弱的氧化剂,强还原性的S2-、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定
间接
碘量法
分类
剩余
碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液,待I2与测定组分反应完全后,然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。滴定反应为I2(定量过量)+还原性物质―→2I-+氧化产物,I2(剩余)+2S2O―→S4O+2I-
置换
碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾,供试品将碘化钾氧化析出定量的碘,碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定,从而可求出待测组分含量。滴定反应为氧化性物质+2I-―→I2+还原产物,I2+2S2O―→S4O+2I-
指示剂
淀粉指示剂应在近终点时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终点的正确判断
适用对象
I-是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质:CrO、Cr2O、H2O2、KMnO4、IO、Cu2+、NO、NO等
知识点2 沉淀滴定
定义
沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法,生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度
原理
沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故
实例
滴定内容
指示剂
终点颜色变化
解题策略
用标准AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液
K2CrO4溶液
出现砖红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色沉淀)
利用沉淀的先后顺序判断滴定终点并利用反应物与生成物间的数量关系进行计算
知识点3 配合滴定
以配位反应为反应原理的滴定分析法称为配位滴定法。如Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+、Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+,又如EDTA(乙二胺四乙酸二钠盐)能与大多数金属离子形成稳定的配比为1∶1的可溶性配合物,计量关系简单,常用作配合滴定的标准溶液。
考向1 考查氧化还原滴定
(2025·江苏省苏州市六校月考)某研究小组为了精确检测果脯蜜饯中添加剂亚硫酸盐的含量,用如图所示装置进行实验:
I.三颈烧瓶中加入25.00 g均匀的果脯蜜饯样品和200 mL水,锥形瓶中加入25.00 mL 0.016 mol·L-1 1KMnO4溶液。
Ⅱ.以0.1 L·min-1流速通入氮气,再滴入磷酸,加热并保持微沸,待锥形瓶中溶液的颜色不再发生变化,停止加热。
Ⅲ.向润洗过的滴定管中装入0.0500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液至0刻度以上,排尽空气后记录读数,将(NH4)2Fe(SO4)2溶液逐滴滴入锥形瓶,待溶液变为浅红色时,用蒸馏水洗涤锥形瓶内壁,继续滴定至溶液由浅红色褪为无色,记录读数。
Ⅳ.重复上述实验3次,记录消耗的(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积如下表:
第一次
第二次
第三次
第四次
(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积
19.98 mL
20.50 mL
20.00 mL
20.02 mL
回答下列问题:
(1)冷凝管的进水方向为_______(填“a”或“b”)。
(2)设计步骤Ⅲ目的是______________________________________________,其中所用滴定管的名称是________________。
(3)用平衡移动原理解释加入H3PO4后能生成SO2的原因是__________________________________
______________________________________________________________________________________。
(4)上述实验中若先加磷酸再通氮气,会使测定结果__________(填“偏高”或“偏低”或“无影响”),该样品中亚硫酸盐含量(以SO2计)为_______g·kg-1(写出计算过程)。
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省南京市二模)含硫化合物在材料加工、实验室分析中有重要应用。
(NH4)2S2O8常用于织物漂白。测定(NH4)2S2O8样品溶液的浓度:量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入30.00 mL 0.2000 mol·L-1 FeSO4溶液。待充分反应后,用0.01000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定过量的FeSO4,平行滴定3次,平均消耗KMnO4标准溶液22.80 mL。实验过程中的反应如下:
S2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+,MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
①取用30.00 mL 0.2000 mol·L-1 FeSO4溶液时应选用的仪器是___________(填字母)。
A.25 mL量筒 B.50 mL量筒 C.25 mL酸式滴定管 D.50 mL酸式滴定管
②计算(NH4)2S2O8样品溶液的物质的量浓度___________(写出计算过程)。
【变式训练2】
(2025·江苏省南京市盐城市一模)生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、NH3·H2O等。利用蚀刻废液还可制备Cu2O(产品中会混有CuO)。测定产品中Cu2O纯度的方法为:准确称取4.480 g Cu2O产品,加适量稀H2SO4溶解,过滤、洗涤,滤液及洗涤液一并转移至碘量瓶中,加过量KI溶液,以淀粉溶液为指示剂,用1.000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液40.00 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O;2S2O32-+I2=S4O62—+2I-。计算样品中Cu2O的纯度_______(写出计算过程;保留小数点后2位有效数字)。
考向2 考查沉淀滴定与配合滴定
(2025·江苏省南京市金陵中学4月调研)AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
AlI3的含量分析:
对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)
溶度积常数Ksp
8.5×1-17
1.0×10-12
称取产品1.0200 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。准备好滴定管→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→准确移取25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液加入锥形瓶→滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液→加入稀酸B→用1.000×10-2 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定→滴定至溶液呈浅红色→读数。
①补充完整准备滴定管的操作:滴定管检漏、___________→_________→装液、赶气泡、调液面、读数。
②三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.20 mL,则产品纯度为________。(写出计算过程)
【变式训练1·变载体】
(2024·南通市二模)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2•8H2O],其部分实验过程如下:
测定样品中Fe3(PO4)2•8H2O(M=502 g·mol-1)的纯度。取0.6275 g样品完全溶解后配制成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中,加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化,以磺基水杨酸为指示剂,用0.02000 mol·L-1 EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3+与EDTA按物质的量之比为1∶1发生反应),消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度_____________(写出计算过程)。
【变式训练2·变题型】
(2025·江苏省苏锡常镇二模)超高石灰铝工艺处理高氯(Cl-)废水,操作简单,成本低。
测定废水中Cl-的含量:
已知水溶液中Cl-可用精确浓度的Hg(NO3)2溶液滴定,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为Hg2++2Cl-=HgCl2↓(白色),滴定装置如图2所示。
补充完整实验方案:准确量取25.00 mL水样(水样中Cl-浓度约为0.0400 mol·L-1)于锥形瓶中,调节pH值为2.5~3.5,将0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,_______________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(必须使用的试剂:二苯偶氮碳酰肼)
1.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O2的量(单位为mg·L-1)来表示。碱性KMnO4不与Cl-反应,可用于测定含Cl-水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A.Ⅱ中发生的反应有2MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O
B.Ⅱ中避光、加盖可抑制I-被O2氧化及I2挥发
C.Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,水样的COD值越高
D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl-水样的COD值偏高
2.(2022·山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
3.(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu2O3和苯甲酸钠制备配合物Eu(C7H5O2)3·xH2O,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知Ee3+在碱性溶液中易形成Eu(OH)3沉淀。Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,加强热时分解生成Eu2O3。
(1)步骤①中,加热的目的为________________________________________。
(2)步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的为_______________________;pH接近6时,为了防止pH变化过大,还应采取的操作为____________________________。
(3)如图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为_________________。
(4)准确称取一定量产品,溶解于稀HNO3中,萃取生成的苯甲酸,蒸去有机溶剂,加入一定量的NaOH标准溶液,滴入1~2滴酚酞溶液,用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为_______________________________________________________________________________。实验所需的指示剂不可更换为甲基橙,原因为___________________________________。
(5)取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92℃范围内产品质量减轻的原因为______________________________________________________。结晶水个数x=_______。[M(C7H5O2-)=121,结果保留两位有效数字]。
4.(2025·河南卷)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为S+2OH-+3H2O2=SO42-+4H2O。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30%H2O2/溶液,加热至100℃,保持20 min,冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次,计算硫含量的平均值。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是:_______________;②的名称是___________________。
(2)步骤Ⅰ中,乙醇作用是___________________________________。
(3)步骤Ⅰ中,样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是__________________________________
_______________________________________。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_______________________________。步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的SO42-,实验操作是________________________________________________________
_______________________________________________________。
(5)步Ⅲ中,判断滴定达到终点的现象为__________________________________________________
_________________________。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为_______________(写出计算式)。
5.(2021·江苏卷)测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50 mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.015 0 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-=ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度__________________(写出计算过程)。
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第21讲 酸碱中和滴定
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 酸碱中和滴定
知识点1 酸碱中和滴定仪器
知识点2 酸碱中和滴定原理与操作
知识点3 滴定终点判断
知识点4 中和滴定误差判断
考向1 考查酸碱中和滴定操作
考向2 考查滴定终点判断与误差分析
考点二 中和滴定原理的迁移——三类滴定
知识点1 氧化还原滴定
知识点2 沉淀滴定
知识点3 配合滴定
考向1考查氧化还原滴定
考向2 考查沉淀滴定与配合滴定
04真题溯源·考向感知
考情分析
1.命题规律:
(1)在选择题中考查:滴定管的选择与使用,滴定终点现象,滴定误差的分析。
(2)在非选择题中考查:滴定终点的判断,滴定操作中所缺少的实验步骤,根据方程式、关系式或用电子守恒法进行有关计算。
2.复习策略:
可通过一典型的酸碱中和滴定题的分析,引导学生理解酸碱中和的滴定原理,滴定中仪器的选择与使用、指示剂选用及滴定终点判断方法,注意滴定现象、操作、滴定终点判断的规范表达,学会分析滴定过程中的误差判断。在此基础上再通过典型的三类滴定试题的分析,使学生理解氧化还原滴定、沉淀滴定及配合滴定原理。复习中重点指导学生能根据有关滴定原理进行有关计算,特别是氧化还原滴定的计算。
复习目标
1.知道滴定管的构造、用途以及使用方法。
2.理解酸碱中和滴定原理,指示剂的选择原则并能判断滴定的终点。
3.能将中和滴定迁移到其他滴定,选择滴定所需指示剂及滴定终点的判断。
4.知道滴定的操作和数据的处理,能判断滴定过程中所产生的实验误差。
5.能依据有关反应原理进行滴定的计算。
考点一 酸碱中和滴定
知识点1 酸碱中和滴定仪器
仪器——滴定管
构造
用途
酸式滴定管(A)
内径均匀、带有刻度的细长玻璃
下部为玻璃活塞
盛放酸性性溶液
和氧化性性溶液
碱式滴定管(B)
下部为乳胶管和玻璃球
盛放碱性性溶液
温馨提醒
①刻度:上边的小(有“0”刻度线),下边的大(尖嘴部分无刻度);②精确度:是百分之一。即可精确到0.01mL!③标志:有温度;④读数:视线、刻度、液面的凹面最低点在同一水平线上;⑤洗涤:先用蒸馏水洗,再用待装液润洗;⑥排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡
其他仪器
锥形瓶:作反应器(不能用待盛液润洗) 铁架台、滴定管夹(固定夹持用)
得分速记
①量筒与滴定管对比
量筒
滴定管
构造
0刻度在下(无0刻度线)
5 mL量筒精确度为0.1 mL(粗量器)
0刻度在上,精确度为0.01(精量器)
酸式:玻璃活塞、碱式:橡胶(玻璃球)
用途
粗略量取液体;测量气体体积
准确量取液体的体积
温馨提醒
①量取液体时,壁上残留液不需洗涤
②不能加热或量取过热液体
③不能做反应容器用,不用来稀释溶液
①碱式滴定管不能量取强氧化性溶液和酸液
②对50 mL的滴定管,若准确量取流出溶液的体积为a mL,则原管内溶液体积>a mL
②图解量器的读数方法
平视读数(图1)
实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体;读取液体体积时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即凹液面定视线,视线定读数)
俯视读数(图2)
俯视:当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数偏大
仰视读数(图3)
读数时,由于视线向上倾斜,寻找切点的位置在液面的下侧,因滴定管刻度标法与量筒不同,这样仰视读数偏大
关于俯视和仰视的误差,要结合具体仪器进行分析——因为量筒刻度从下到上逐渐增大;而滴定管刻度从下到上逐渐减小,并且滴定管中液体的体积是两次体积读数之差,在分析时还要看滴定前读数是否正确,然后才能判断实际量取的液体体积是偏大还是偏小。
知识点2 酸碱中和滴定原理与操作
原理
c(酸)V(酸)=kc(碱)V(碱)
关键
①准确测定溶液的体积:定量仪器——滴定管、移液管
②滴定终点的判断:使用指示剂(有的不需要)
③指示剂用量:1~2滴、变色:浅至深、时间:半分钟内不褪色(不是立即褪色)
操作
准备
滴定
排气泡
手、眼
读数
数据处理
滴定
次数
待测液的体积
标准液的体积
滴定前读数
滴定后读数
体积/mL
滴定前读数
滴定后读数
体积/mL
第一次
第二次
每个样品作2~3次实验,取平均值求出结果。如某次测定数据误差较大,应舍去!
得分速记
❶指示剂的选择
基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致
酸碱指示剂变色范围
石蕊
不能用作指示剂
酸碱滴定
指示剂选择
滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸
滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水
特别提醒
并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色褪去时即为滴定终点
❷酸碱中和滴定曲线
①强酸与强碱滴定过程中pH曲线
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例
②强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同
强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同
强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
知识点3 滴定终点判断
1.滴定终点的答题模板
滴定终点的判断
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或不变色
说明: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或不变色”
滴定终点的现象判断
由××色变××色
2.滴定终点颜色变化
指示剂
酚酞
甲基橙
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
红色变为橙色
得分速记
①石蕊不用作指示剂。
②终点颜色变化后要强调“半分钟内不褪色或不变色”
③Na2CO3与H+反应,选用的指示剂不同,发生的反应也不同:
Na2CO3NaHCO3、Na2CO3CO2。
知识点4 中和滴定误差判断
1.分析依据
cB=
不变量——VB(待测液的体积)、cA(标准溶液的浓度),可变量——VA(标准溶液的体积)
2.误差引起点
任何不当的操作:若使VA偏大⇒cB偏大;若使VA偏小⇒cB偏小。
3.具体分析
以标准盐酸滴定NaOH溶液为例,根据中和滴定原理,分析所产生的误差:
操作不当
具 体 内 容
误差
判断方法
仪器洗涤
1
酸式滴定管未用HCl润洗
偏高
c(OH—)=
想一想:以上三个量中,什么是——记录量(不变量)、滴定量(可变量)
关键:看滴定量有无改变!
2
碱式滴定管未用NaOH润洗
偏低
3
锥形瓶用NaOH润洗
偏高
4
锥形瓶用蒸馏水洗后未干燥
不变
气泡处理
5
滴定前有气泡滴定后无气泡
偏高
6
滴定前无气泡滴定有无气泡
偏低
滴定过程
7
HCl漏滴出锥形瓶外
偏高
8
振荡时瓶内溶液溅出
偏低
读数方法
9
滴定前仰视,滴定后平视
偏低
10
滴定前平视,滴定后仰视
偏高
11
滴定前俯视,滴定后仰视
偏高
12
滴定前仰视,滴定后俯视
偏低
其他
13
滴HCl终点时尖咀悬一滴溶液
偏高
14
指示剂变色即停止滴定
偏低
15
滴定结束立即读数
偏高
16
锥形瓶中待测液加水稀释
无影响
17
一滴标准液附在锥形瓶壁上未流下
偏高
考向1 考查酸碱中和滴定操作
(2025·江苏省宿迁市考前指导卷)实验室称量一定质量的Na2CO3固体,并用于测定盐酸的浓度。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.称量 B.溶解 C.加指示剂 D.滴定
【答案】C
【解析】A项,称量一定质量的Na2CO3固体,可用电子天平,正确;B项,碳酸钠溶于水,可以向锥形瓶中加适量的水溶解碳酸钠固体,正确;C项,不应用石蕊作指示剂,主要原因是其颜色变化不够明显,难以准确判断滴定终点,滴定时,可选甲基橙为指示剂,错误;D项,盐酸显酸性,用酸式滴定管装盐酸,滴定时,左手控制玻璃塞,右手摇晃锥形瓶,正确。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省无锡市高三检测)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净,必须干燥后才能加入一定体积未知浓度的NaOH溶液
C.滴定时没有排出滴定管中的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体凹液面保持水平
【答案】D
【解析】A项,滴定管在装液之前必须要用标准液润洗,否则将稀释标准液,错误;B项,锥形瓶用蒸馏水洗净,不必干燥就能加入一定体积未知浓度的NaOH溶液,瓶中残留的蒸馏水对测定结果无影响,错误;C项,在滴定之前必须排尽滴定管下端的气泡,然后记录读数,进行滴定,错误;D项,读数时视线与滴定管内液体凹液面保持水平,正确。
【变式训练2】
(2024·江苏省无锡市期中)实验室用标准盐酸测定NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作可能使测定结果偏低的是
A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.向锥形瓶中加NaOH溶液,滴定管读数时,开始时是俯视,滴定后平视
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
【答案】C
【解析】A项,酸式滴定管装液前未用标准酸液润洗,导致消耗标准酸液的体积变大,使测定结果偏高,错误;B项,滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致消耗标准液的体积增大,使测定结果偏高,错误;C项,滴定前俯视读数,导致读出的标准液初始体积偏小,滴定后平视无影响,所以向锥形瓶中加待测液的体积偏小,消耗的标准液偏少,所以测定结果偏低,正确;D项,盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗,导致瓶内氢氧化钠的物质的量增大,消耗标准液的体积也会增大,使结果偏高,错误。
考向2 考查滴定终点判断与误差分析
(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。
【变式训练1·变载体】
(2024·江苏省苏州市模拟)用一定浓度的NaOH标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶液。下列情况会使测定的醋酸溶液物质的量浓度偏低的是
A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入NaOH标准溶液
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接装入未知浓度的醋酸溶液
C.滴定到终点读数时,俯视刻度线(滴定前平视)
D.碱式滴定管尖端滴定前有气泡,滴定后气泡消失
【答案】C
【解析】A项,碱式滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入NaOH标准溶液,NaOH标准溶液被稀释,浓度减小,滴定完全时V(标准)偏大,根据c(待测)=,c(待测)偏高,不符合题意;B项,锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接装入未知浓度的醋酸溶液,待测液的物质的量不变,V(标准)不变,故c(待测)不变,不符合题意;C项,滴定到终点读数时,俯视刻度线(滴定前平视),V(标准)偏小,故c(待测)偏低,符合题意;D项,碱式滴定管尖端滴定前有气泡,滴定后气泡消失,V(标准)偏大,故c(待测)偏高,不符合题意。
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省苏州市质检)25 ℃时,某小组同学分别用如下方法测定CH3COOH的电离常数(Ka)。
[方法一]用c1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定a mL醋酸溶液的浓度。
(1)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入_______(填“甲”或“乙”)中。
(2)某学生的操作步骤如下:
A.移取a mL待测CH3COOH溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞
B.用标准溶液润洗滴定管2~3次
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴部分充满溶液
D.取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2~3 mL
E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,,用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
正确的操作步骤顺序是______________________(填字母)。
(3)当锥形瓶内溶液颜色变为粉红色,且半分钟内不褪色时,,消耗V1 mL NaOH溶液。锥形瓶中发生的离子反应方程式为__________________________________;该稀CH3COOH溶液的浓度c=______mol·L-1(用含a、c1、V1的代数式表示)。
(4)数据处理:另取一份该稀CH3COOH溶液于烧杯中,用pH计测得其pH为x。醋酸的电离平衡常数Ka==。代入相关数据,即可得。
误差分析:若锥形瓶提前用该稀CH3COOH溶液进行了润洗,会使计算出的Ka_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[方法二] 实验原理:由CH3COOH的电离平衡常数表达式可知:当c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时,Ka=c(H+)。
实验步骤:①取25 mL某CH3COOH溶液,用NaOH溶液滴定至终点。
②继续向①中加入25 mL该CH3COOH溶液。
③用pH计测定②中混合溶液的pH为y。
(5)步骤②的目的是________________________________________。
(6)数据处理:Ka=_______(用含y的代数式表示)。
【答案】(1)乙 (2)BDCEAF (3)CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O (4)偏小 (5)使c(CH3COO-)=c(CH3COOH) (6)10-y
【解析】(1)甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管,用标准NaOH溶液滴定时,,应将标准NaOH溶液注入碱式滴定管乙中;(2)操作的步骤是选择滴定管,然后洗涤、装液、使尖嘴充满溶液、固定在滴定台上,然后调节液面记下读数,再取待测液于锥形瓶,然后加入指示剂进行滴定,所以顺序为:B、D、C、E、A、F;(3)酸碱发生中和反应,离子方程式:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O;由题可知,则所用NaOH溶液的体积为V1 mL,c(HCl)== mol·L-1;(4)若锥形瓶提前用该稀CH3COOH溶液进行了润洗,则锥形瓶内溶质增多,故V1偏大,导致c偏大,但是x值不变,醋酸的电离平衡常数Ka==,会使测得的Ka偏小;(5)步骤②的目的是使c(CH3COO-)=c(CH3COOH);(6)pH为y,Ka=c(H+)=10-y。
考点二 中和滴定原理的迁移——三类滴定
知识点1 氧化还原滴定
1.概述
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
试剂
常见用于滴定的氧化剂:KMnO4、K2Cr2O7、I2等
常见用于滴定的还原剂:亚铁盐、草酸、维生素C等
指示剂
氧化还原指示剂
专用指示剂,如淀粉溶液可用作碘量法的指示剂
自身指示剂,如KMnO4溶液可自身指示滴定终点
2.滴定终点判断
有关反应
方程式
指示剂
滴定终点颜色变化
酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液
2MnO4-+5C2O42—+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
不需(需或不需)另加指示剂
无色恰好变为浅红色
Na2C2O4溶液滴定酸性KMnO4溶液溶液
浅红色恰好变为无色
Na2S2O3溶液滴定碘水
I2+2S2O32-
=2I-+S4O62-
淀粉溶液
蓝色恰好变为无色
碘水滴定Na2S2O3溶液
无色恰好变为蓝色
KI滴定FeCl3溶液
2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
KSCN溶液
红色褪去
得分速记
❶氧化还原反应滴定计算注意事项
(1)通过原子守恒或得失电子守恒快速建立待测物和滴定试剂之间的定量关系。
(2)在代入数据计算时要留意所取待测物和滴定试剂物理量的不同,不同物理量之间的计算要留意单位之间的换算,如mL与L,g、kg与mg等。
(3)结果表达要关注待测物给定的量与滴定时实际取用的量是否一致,如给定待测物是1 L或500 mL,滴定时取用了其中的100 mL或25 mL,后续数据的处理和最终结果的表达要与给定的量保持一致。
❷碘量法
直接
碘量法
概念
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,I2被还原为I-
指示剂
淀粉:淀粉遇碘显蓝色,反应极为灵敏。化学计量点稍后,溶液中有过量的碘,碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点,化学计量点后,溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点
适用对象
I2是较弱的氧化剂,强还原性的S2-、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定
间接
碘量法
分类
剩余
碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液,待I2与测定组分反应完全后,然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。滴定反应为I2(定量过量)+还原性物质―→2I-+氧化产物,I2(剩余)+2S2O―→S4O+2I-
置换
碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾,供试品将碘化钾氧化析出定量的碘,碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定,从而可求出待测组分含量。滴定反应为氧化性物质+2I-―→I2+还原产物,I2+2S2O―→S4O+2I-
指示剂
淀粉指示剂应在近终点时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终点的正确判断
适用对象
I-是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质:CrO、Cr2O、H2O2、KMnO4、IO、Cu2+、NO、NO等
知识点2 沉淀滴定
定义
沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法,生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度
原理
沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故
实例
滴定内容
指示剂
终点颜色变化
解题策略
用标准AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液
K2CrO4溶液
出现砖红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色沉淀)
利用沉淀的先后顺序判断滴定终点并利用反应物与生成物间的数量关系进行计算
知识点3 配合滴定
以配位反应为反应原理的滴定分析法称为配位滴定法。如Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+、Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+,又如EDTA(乙二胺四乙酸二钠盐)能与大多数金属离子形成稳定的配比为1∶1的可溶性配合物,计量关系简单,常用作配合滴定的标准溶液。
考向1 考查氧化还原滴定
(2025·江苏省苏州市六校月考)某研究小组为了精确检测果脯蜜饯中添加剂亚硫酸盐的含量,用如图所示装置进行实验:
I.三颈烧瓶中加入25.00 g均匀的果脯蜜饯样品和200 mL水,锥形瓶中加入25.00 mL 0.016 mol·L-1 1KMnO4溶液。
Ⅱ.以0.1 L·min-1流速通入氮气,再滴入磷酸,加热并保持微沸,待锥形瓶中溶液的颜色不再发生变化,停止加热。
Ⅲ.向润洗过的滴定管中装入0.0500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液至0刻度以上,排尽空气后记录读数,将(NH4)2Fe(SO4)2溶液逐滴滴入锥形瓶,待溶液变为浅红色时,用蒸馏水洗涤锥形瓶内壁,继续滴定至溶液由浅红色褪为无色,记录读数。
Ⅳ.重复上述实验3次,记录消耗的(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积如下表:
第一次
第二次
第三次
第四次
(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积
19.98 mL
20.50 mL
20.00 mL
20.02 mL
回答下列问题:
(1)冷凝管的进水方向为_______(填“a”或“b”)。
(2)设计步骤Ⅲ目的是______________________________________________,其中所用滴定管的名称是________________。
(3)用平衡移动原理解释加入H3PO4后能生成SO2的原因是__________________________________
______________________________________________________________________________________。
(4)上述实验中若先加磷酸再通氮气,会使测定结果__________(填“偏高”或“偏低”或“无影响”),该样品中亚硫酸盐含量(以SO2计)为_______g·kg-1(写出计算过程)。
【答案】(1)a (2)测定锥形瓶中剩余的KMnO4 酸式滴定管 (3)加入H3PO4后,溶液中存在化学平衡:H++SO32-HSO3-,H++HSO3-H2SO3,H2SO3SO2+H2O,SO2的溶解度随温度的升高而减小,SO2逸出,促进了上述平衡正移 (4)偏低 1.28
【解析】为了精确检测果脯蜜饯中添加剂亚硫酸盐的含量,先将25.00g果脯蜜饯样品加入三颈烧瓶中,并加入200 mL水,以0.1 L·min-1流速通入氮气,排尽装置内的空气,再滴入磷酸,加热并保持微沸,将产生的气体导入盛有25.00 mL 0.016 mol·L-1 KMnO4溶液的锥形瓶中,待锥形瓶中溶液的颜色不再发生变化时,停止加热。向润洗过的滴定管中装入0.0500 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液,并逐滴滴入锥形瓶,待溶液变为浅红色时,用蒸馏水洗涤锥形瓶内壁,继续滴定至溶液由浅红色褪为无色,记录读数,由此可计算亚硫酸盐的含量。
(1)冷凝管用于冷疑蒸气时,为保证冷凝管内充满水,防止冷凝管水受热不均,冷却水的流向应为下进上出,则进水方向为a;(2)设计步骤Ⅲ中,加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液,是将剩余的KMnO4还原,以便测定与SO2反应的KMnO4的物质的量,目的是:测定锥形瓶中剩余的KMnO4。因为KMnO4具有强氧化性,会腐蚀橡皮管,则所用滴定管的名称是:酸式滴定管;(3)亚硫酸盐溶液中加入H3PO4,先转化为亚硫酸氢盐,亚硫酸氢盐再与酸反应生成亚硫酸,则能生成SO2的原因是:加入H3PO4后,溶液中存在化学平衡:H++SO32-HSO3-,H++HSO3-H2SO3,H2SO3SO2+H2O,SO2的溶解度随温度的升高而减小,SO2逸出,促进了上述平衡正移;(4)上述实验中若先加磷酸再通氮气,则会有一部分亚硫酸盐被空气中的氧气氧化,从而减少KMnO4的用量,使测定结果偏低。四次实验中,第二次实验的结果与另外三次实验结果相比,偏差过大,不能采用,三次实验中,所用(NH4)2Fe(SO4)2溶液的平均体积为 mL=20.00 mL,则n(Fe2+)=0.0500 mol·L-1×0.0200 L=1×10-3 mol,由反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,可求出剩余KMnO4的物质的量为×1×10-3 mol=2×10-4 mol,与SO2反应的KMnO4的物质的量为0.02500 L×0.016 mol·L-1-2×10-4 mol=2×10-4 mol;由反应5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,可得出n(SO2)=×2×10-4 mol=5×10-4 mol,该样品中亚硫酸盐含量(以SO2计)为=1.28 g·kg-1。
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省南京市二模)含硫化合物在材料加工、实验室分析中有重要应用。
(NH4)2S2O8常用于织物漂白。测定(NH4)2S2O8样品溶液的浓度:量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入30.00 mL 0.2000 mol·L-1 FeSO4溶液。待充分反应后,用0.01000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定过量的FeSO4,平行滴定3次,平均消耗KMnO4标准溶液22.80 mL。实验过程中的反应如下:
S2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+,MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
①取用30.00 mL 0.2000 mol·L-1 FeSO4溶液时应选用的仪器是___________(填字母)。
A.25 mL量筒 B.50 mL量筒 C.25 mL酸式滴定管 D.50 mL酸式滴定管
②计算(NH4)2S2O8样品溶液的物质的量浓度___________(写出计算过程)。
【答案】①D ②0.0972 mol·L-1
【解析】①FeSO4溶液显酸性,故取用30.00 mL 0.2000 mol·L-1 FeSO4溶液时应选用的仪器是50 mL酸式滴定管,故选D项;②根据已知得MnO4-~5Fe2+,则n(Fe2+)=5×0.01 mol·L-1×22.80 mL×10-3 L=1.14×10-3 mol,由于S2O82-~2Fe2+,则n(S2O82-)=×(0.2 mol·L-1×30.00 mL×10-3 L-1.14×10-3 mol)=2.43×10-3 mol,c[(NH4)2S2O8]==0.0972 mol·L-1。
【变式训练2】
(2025·江苏省南京市盐城市一模)生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、NH3·H2O等。利用蚀刻废液还可制备Cu2O(产品中会混有CuO)。测定产品中Cu2O纯度的方法为:准确称取4.480 g Cu2O产品,加适量稀H2SO4溶解,过滤、洗涤,滤液及洗涤液一并转移至碘量瓶中,加过量KI溶液,以淀粉溶液为指示剂,用1.000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液40.00 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O;2S2O32-+I2=S4O62—+2I-。计算样品中Cu2O的纯度_______(写出计算过程;保留小数点后2位有效数字)。
【答案】64.29%
【解析】根据2Cu2++4I-=CuI↓+I2、2S2O32-+I2=S4O62—+2I-得关系式2Cu2+~I2~2S2O32-,反应消耗1.000 mol·L-1的Na2S2O3溶液的体积为40.00 mL,c(Cu2+)=1.000 mol·L-1×40×10-3 L=0.04 mol,n(Cu2O)+n(CuO)=0.04 mol,n(Cu2O)×144 g·mol-1+n(CuO)×80 g·mol-1=0.04 mol,则n(Cu2O)=n(CuO)=0.02 mol,,样品中Cu2O的纯度为=64.29%。
考向2 考查沉淀滴定与配合滴定
(2025·江苏省南京市金陵中学4月调研)AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
AlI3的含量分析:
对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)
溶度积常数Ksp
8.5×1-17
1.0×10-12
称取产品1.0200 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。准备好滴定管→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→准确移取25.00 mL 4.000×10-2 mol·L-1 AgNO3标准溶液加入锥形瓶→滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液→加入稀酸B→用1.000×10-2 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定→滴定至溶液呈浅红色→读数。
①补充完整准备滴定管的操作:滴定管检漏、___________→_________→装液、赶气泡、调液面、读数。
②三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.20 mL,则产品纯度为________。(写出计算过程)
【答案】①水洗涤 待装溶液润洗 ②99.73%
【解析】①滴定管使用前需检漏,再用水洗涤,并用待测液润洗2~3次,再装液;②依题存在如下计量关系:AlI3~3I-~3Ag+,Ag+~SCN-;故样品中AlI3的纯度为有w(AlI3)=×100%=99.73%。
【变式训练1·变载体】
(2024·南通市二模)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2•8H2O],其部分实验过程如下:
测定样品中Fe3(PO4)2•8H2O(M=502 g·mol-1)的纯度。取0.6275 g样品完全溶解后配制成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中,加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化,以磺基水杨酸为指示剂,用0.02000 mol·L-1 EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3+与EDTA按物质的量之比为1∶1发生反应),消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度_____________(写出计算过程)。
【答案】80.00%
【解析】每25.00 mL溶液中n(Fe2+)=0.02000 mol·L-1×15.00 mL×10-3 L·mL-1=3.000×10-4 mol,n[Fe3(PO4)2•8H2O]=1.000×10−4 mol,0.6275 g样品中含n[Fe3(PO4)2•8H2O]=1.000×10−4 mol×=1.000×10−3 mol,m[Fe3(PO4)2•8H2O]=1.000×10−3 mol×502 g·mol-1=0.5020 g,纯度为×100%=80.00%。
【变式训练2·变题型】
(2025·江苏省苏锡常镇二模)超高石灰铝工艺处理高氯(Cl-)废水,操作简单,成本低。
测定废水中Cl-的含量:
已知水溶液中Cl-可用精确浓度的Hg(NO3)2溶液滴定,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为Hg2++2Cl-=HgCl2↓(白色),滴定装置如图2所示。
补充完整实验方案:准确量取25.00 mL水样(水样中Cl-浓度约为0.0400 mol·L-1)于锥形瓶中,调节pH值为2.5~3.5,将0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,_______________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(必须使用的试剂:二苯偶氮碳酰肼)
【答案】向锥形瓶中滴加2~3滴二苯偶氮碳酰肼,振荡,向锥形瓶中慢慢滴加0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液,边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴Hg(NO3)2溶液时,颜色变为紫红色,且30 s内颜色不褪色:记录滴加Hg(NO3)2溶液的体积,重复上述操作2~3次
【解析】根据中和滴定的操作原理可知,准确量取25.00 mL水样(水样中Cl-浓度约为0.0400 mol·L-1)于锥形瓶中,调节pH值为2.5~3.5,将0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,向锥形瓶中滴加2~3滴二苯偶氮碳酰肼做指示剂,振荡,向锥形瓶中慢慢滴加0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液,边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴Hg(NO3)2溶液时,颜色变为紫红色,且30s内颜色不褪色即为滴定终点:记录滴加Hg(NO3)2溶液的体积,重复上述操作2~3次,故答案为:向锥形瓶中滴加2~3滴二苯偶氮碳酰肼,振荡,向锥形瓶中慢慢滴加0.0200 mol·L-1 Hg(NO3)2溶液,边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴Hg(NO3)2溶液时,颜色变为紫红色,且30 s内颜色不褪色:记录滴加Hg(NO3)2溶液的体积,重复上述操作2~3次。
1.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O2的量(单位为mg·L-1)来表示。碱性KMnO4不与Cl-反应,可用于测定含Cl-水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A.Ⅱ中发生的反应有2MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O
B.Ⅱ中避光、加盖可抑制I-被O2氧化及I2挥发
C.Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,水样的COD值越高
D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl-水样的COD值偏高
【答案】C
【解析】I中KMnO4与水样中的有机物在碱性条件下反应得到MnO2,溶液中剩余有KMnO4,II中在酸性条件下KMnO4、MnO2与I-反应得到I2单质和Mn2+,III中生成的I2再用Na2S2O3滴定。
A项,II中MnO4-和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn2+,存在MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O,正确;B项,II中避光防止I2升华挥发,加盖防止I-被氧气氧化,正确;C项,整个反应中,KMnO4得电子生成Mn2+,有机物和碘离子失去电子数目与KMnO4得电子数目相等,III中消耗的Na2S2O3越多,说明生成的I2单质越多,也说明有机物消耗的KMnO4的量少,水样中的COD值越低,错误;D项,若I中为酸性条件,Cl-会与KMnO4反应,水样中的COD值偏高,正确。
2.(2022·山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
【答案】A
【解析】根据中和滴定过程批示剂选择原则,以盐酸滴定Na2CO3标准溶液,选甲基橙为指示剂,则应利用盐酸滴定碳酸钠,即将Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,将待测盐酸置于酸式滴定管中,滴定终点时溶液由黄色变为橙色。
A项,量筒的精确度为0.1 mL,不可用量简量取Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,错误;B项,Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有粘性的硅酸钠溶液而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,正确;C项,Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,正确;D项,Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,正确。
3.(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu2O3和苯甲酸钠制备配合物Eu(C7H5O2)3·xH2O,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知Ee3+在碱性溶液中易形成Eu(OH)3沉淀。Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,加强热时分解生成Eu2O3。
(1)步骤①中,加热的目的为________________________________________。
(2)步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的为_______________________;pH接近6时,为了防止pH变化过大,还应采取的操作为____________________________。
(3)如图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为_______。
(4)准确称取一定量产品,溶解于稀HNO3中,萃取生成的苯甲酸,蒸去有机溶剂,加入一定量的NaOH标准溶液,滴入1~2滴酚酞溶液,用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为________________________。实验所需的指示剂不可更换为甲基橙,原因为_______________。
(5)取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92℃范围内产品质量减轻的原因为___________。结晶水个数x=_______。[M(C7H5O2-)=121,结果保留两位有效数字]。
【答案】(1)升高温度,加快溶解速率,提高浸出率 (2)防止生成Eu(OH)3沉淀 缓慢滴加NaOH溶液,同时测定溶液的pH值 (3)容量瓶、烧杯 (4)滴入最后半滴标准溶液,溶液有浅红色变无色,并保持半分钟不褪色 滴定终点呈碱性,使用甲基橙误差较大 (5)Eu(C7H5O2)3·xH2O吸潮的水 1.7
【解析】Eu2O3加入稀盐酸加热溶解,调节pH=6,再加入苯甲酸钠溶液,得到Eu(C7H5O2)3·xH2O沉淀,再经过抽滤、洗涤,得到产品。
(1)步骤①中,加热的目的是:加快溶解速率,提高浸出率;(2)Eu3+在碱性溶液中易形Eu(OH)3沉淀,步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的是防止生成Eu(OH)3沉淀;pH接近6时,为了防止pH变化过大,要缓慢滴加NaOH溶液,同时测定溶液的pH值;(3)配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器有容量瓶、烧杯,不需要漏斗和圆底烧瓶;(4)用酚酞做指示剂,HCl标准溶液滴定剩余的NaOH,滴定终点的现象为:滴入最后半滴标准溶液,溶液有浅红色变无色,并保持半分钟不褪色;滴定终点呈碱性,甲基橙变色范围在酸性范围内,使用甲基橙做指示剂误差较大;(5)Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,0~92℃范围内产品质量减轻的是Eu(C7H5O2)3·xH2O吸潮的水,92℃~195℃失去的是结晶水的质量;最后得到的是Eu2O3,1 molEu(C7H5O2)3·xH2O失去结晶水质量减少18x g,重量减少5.2%,根据M(C7H5O2-)=121,1 mol Eu(C7H5O2)3·xH2O生成0.5 mol的Eu2O3,质量减少3×(121-8) g=339 g,重量减少56.8%,有关系式18x∶5.2%=339∶56.8%,x=1.7。
4.(2025·河南卷)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为S+2OH-+3H2O2=SO42-+4H2O。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30%H2O2/溶液,加热至100℃,保持20 min,冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次,计算硫含量的平均值。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是:_______________;②的名称是___________________。
(2)步骤Ⅰ中,乙醇作用是___________________________________。
(3)步骤Ⅰ中,样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是_________________________________。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_______________________________。步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的SO42-,实验操作是_______________________________________________________。
(5)步Ⅲ中,判断滴定达到终点的现象为__________________________________________________。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为_______________(写出计算式)。
【答案】(1)圆底烧瓶 球形冷凝管 (2)作溶剂,溶解单质硫 (3)防止双氧水氧化乙醇,影响实验测定结果 (4)实验需要加热至100℃ 取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有SO42- (5)滴入最后半滴盐酸,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不褪色 (6)%
【解析】(1)根据仪器构造可知①是圆底烧瓶,②是球形冷凝管;(2)硫单质难溶于水,微溶于酒精,所以乙醇的作用是作溶剂,溶解单质硫;(3)双氧水具有强氧化性,乙醇具有还原性,二者混合发生氧化还原反应,所以必须蒸馏除去乙醇;(4)由于实验需要加热至100℃,而水的沸点就是100℃,所以不宜采用水浴加热;要检验溶液中的硫酸根离子,需要排除溶液中其它离子的干扰,所以实验操作是取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有SO42-;(5)甲基橙作指示剂,盐酸滴定氢氧化钾溶液,则滴定终点的现象为滴入最后半滴盐酸,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不褪色;(6)不加入硫磺,消耗HCl标准溶液体积为V1 mL,因此原氢氧化钾的物质的量是0.001cV3mol,反应后剩余氢氧化钾的物质的量是0.001cV2 mol,因此与硫磺反应的氢氧化钾的物质的量是0.001c(V3-V2) mol,所以根据方程式S+2OH-+3H2O2=SO42-+4H2O可知硫单质的物质的量0.0005c(V3-V2) mol,所以单次样品测定中硫的质量分数可表示为=%。
5.(2021·江苏卷)测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50 mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.015 0 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-=ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度__________________(写出计算过程)。
【答案】0.75 mol·L-1
【解析】根据Zn2++Y4-=ZnY2-,可知n(Zn2+)=n(EDTA),则20.00 mL 稀释后的溶液中含ZnSO4的物质的量为0.025 L×0.015 mol·L-1=3.75×10-4 mol;原ZnSO4溶液的物质的量浓度为=0.75 mol·L-1。
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