内容正文:
拓展微课4 氧化还原滴定
1.Na2SO3溶液可用于测定溶液中ClO2的含量,实验方案如下:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释至100 mL;
步骤2:量取20.00 mL稀释后的ClO2溶液于锥形瓶中,调节溶液的pH≤2,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30 min(已知反应产物为I2、Cl-);
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2SO3溶液滴定至终点,消耗Na2SO3溶液22.50 mL(已知:I2+S+H2O2I-+S+2H+)。
下列说法正确的是 ( )
A.ClO2中Cl元素化合价为+2价
B.步骤2反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O
C.滴定终点的现象:加入最后半滴Na2SO3溶液时,溶液刚好由无色变为蓝色,且30 s不恢复原色
D.原ClO2溶液的物质的量浓度为0.045 mol·L-1
2.[2026·湖北部分高中协作体高二联考] 以氧化剂或还原剂为滴定剂,可以滴定一些具有还原性或氧化性的物质。某二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如图。下列说法错误的是 ( )
A.还原步骤发生的反应:Na2C2O4+MnO2+2H2SO4MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
B.Na2C2O4将Mn还原为Mn2+
C.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO2含量偏小
D.矿粉中MnO2含量为%
3.某小组设计实验测定某胆矾(CuSO4·5H2O)样品的纯度(杂质不反应):称取w g胆矾样品溶于蒸馏水,加入足量KI溶液,充分反应后,过滤把滤液配制成250 mL溶液,准确量取配制液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴溶液X,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。已知:I2+2S2S4+2I-。下列叙述错误的是 ( )
A.滴定终点颜色由蓝色变为无色
B.加入足量KI溶液发生反应的离子方程式为2Cu2++4I-2CuI↓+I2
C.胆矾纯度为%
D.若用待测液润洗锥形瓶,结果会偏低
4.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准确量取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 。
(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”)。
5.称取0.500 g CuCl样品置于过量FeCl3溶液中,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++CuClFe2++C+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”)。
6.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+,滴定终点时消耗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。
(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”)。
7.水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2 (2S2+I22I-+S4)。
回答下列问题:
(1)滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按顺序排列):检漏→蒸馏水洗涤→ →开始滴定。
A.烘干
B.装入标准液至零刻度以上
C.调整标准液液面至零刻度或零刻度以下
D.排除气泡
E.用标准液润洗2至3次
F.记录起始读数
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
(3)A.用量筒取100.00 mL水样转移至锥形瓶,经固氧、酸化后,用a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定;
B.滴定时要适当控制滴定速度;
C.且应一直观察滴定管中溶液体积的变化,以①溶液作指示剂,在接近终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,②,再用洗瓶以少量蒸馏水洗锥形瓶内壁,继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。终点现象为③,滴定结束;
D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住上端无刻度处,使滴定管保持垂直。若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为④mg·L-1。
请回答:
①处应该用 溶液作指示剂。
②应进行的操作是 。
③处的现象是 。
④处溶解氧的含量为 mg·L-1。
⑤ABCD四处操作,错误的是 。
⑥若量取Na2S2O3溶液时,初始滴定管尖嘴无气泡,最终滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏 (填“高”或“低”)。
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拓展微课4 氧化还原滴定
1.B [解析] ClO2中Cl元素化合价为+4价,故A错误;根据已知中的反应产物得到步骤2反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O,故B正确;开始有单质碘,加入淀粉溶液,溶液为蓝色,滴定终点的现象:加入最后半滴Na2SO3溶液时,溶液刚好由蓝色变为无色,且30 s不恢复原色,故C错误;根据方程式得到关系式为2ClO2~5I2~5S,原ClO2溶液的物质的量浓度为=0.45 mol·L-1,故D错误。
2.C [解析] 还原步骤发生反应的化学方程式为Na2C2O4+MnO2+2H2SO4MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O,A正确;滴定步骤发生的反应为草酸钠将高锰酸根离子还原为锰离子,B正确;若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,会使读取的KMnO4溶液的体积偏小,导致测得MnO2含量偏大,C错误;由得失电子守恒可得如下关系式:5Na2C2O4~2KMnO4,滴定消耗20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液,则与MnO2反应的草酸钠的物质的量为0.200 0 mol·L-1×0.03 L-0.100 0 mol·L-1×0.02 L×=0.001 mol,由得失电子守恒可得如下关系式:Na2C2O4~MnO2,则矿粉中MnO2的含量为×100%=%,D正确。
3.D [解析] 根据淀粉遇到碘单质变蓝,选用淀粉溶液作指示剂,终点颜色由蓝色变为无色,故A正确;加入KI溶液,I-被Cu2+氧化为碘单质,Cu2+被还原为Cu+,与I-形成CuI沉淀,离子方程式为2Cu2++4I-2CuI↓+I2,故B正确;根据2Cu2++4I-2CuI↓+I2、I2+2S2S4+2I-可知,纯度为××100%=%,故C正确; 若用待测液润洗锥形瓶,消耗标准液体积偏大,计算出结果偏高,故D错误。
4.(1)5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O % (2)偏小
[解析] (1)滴定过程中发生反应的离子方程式是5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O,根据得失电子守恒,得到关系式为5NaNO2~2KMnO4,该样品中NaNO2的质量分数为×100%=%。
5.97.91% 偏小
[解析] 根据Fe3++CuClFe2++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-1×24.60×10-3 L=4.92×10-3 mol,m(CuCl)=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。
6.(1)×104
(2)偏高
[解析] 根据Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O得到关系式: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,再根据3Fe2++N+4H+NO↑+3Fe3++2H2O得到关系式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。
7.(1)EBDCF
(2)O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2
(3)①淀粉 ②用锥形瓶内壁将半滴沾落 ③溶液蓝色刚好褪去,且半分钟内不变色 ④80ab ⑤AC ⑥低
[解析] (1)滴定管的正确操作:检漏→蒸馏水洗涤→润洗→加入液体→排气泡→调液面→读数记录→开始滴定。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2。
(3)将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2,因此①处应该用淀粉溶液作指示剂;“半滴操作”是将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,因此②应进行的操作是用锥形瓶内壁将半滴沾落;淀粉遇单质碘变蓝,标准Na2S2O3溶液滴加至终点,其现象③是蓝色刚好褪去,且半分钟内不变色;④根据MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,2S2+I22I-+S4和O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2,得到关系式O2~4S2,得到溶解氧的物质的量为×10-3 mol,则溶解氧的含量为=80ab mg·L-1;⑤A、B、C、D四处操作中,A处取100.00 mL溶液,不能用量筒,C处眼睛应观察锥形瓶中溶液颜色的变化,因此错误的是A、C;⑥若量取Na2S2O3溶液时,初始滴定管尖嘴无气泡,最终滴定管尖嘴处留有气泡,则读数偏小,因此导致测量结果偏低。
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